Tastsinn der Finger

In der Haut der Fingerspitzen registrieren etwa 150 Rezeptoren pro Quadratzentimeter mechanische Reize. Vier verschiedene Zelltypen teilen sich die Arbeit. Auf feine Berührungen reagieren die sogenannten Meissner-Körperchen. Verstärkten Druck registrieren die Merkel-Zellen. Jede Hautdehnung melden die Ruffini-Körperchen. Und bei Vibration feuern die Vater-Pacini-Körperchen ihre Meldung ans Gehirn. Diese feine Hautsensorik macht Finger zu einem Universal-Tastorgan.

ZDF/3sat/Marco Polo Film AG/Herbert Ostwald/Holger Hauff/Armin Riegel/Maximilian Heß

In der Haut der Fingerspitzen registrieren etwa 150 Rezeptoren pro Quadratzentimeter mechanische Reize. Vier verschiedene Zelltypen teilen sich die Arbeit. Die feine Hautsensorik macht Finger zu einem Universal-Tastorgan.


Aufbau der Hand

Etwa ein Viertel aller Knochen des menschlichen Körpers befindet sich in den Händen. Jeweils 27 Einzelknochen geben einer Hand Stabilität. 39 Muskeln innerhalb der Handfläche machen feinste Bewegungen möglich. Zwei Arterien stellen die Blutversorgung sicher und drei große Nervenstränge koppeln die Hand mit dem Gehirn. Hinzu kommen 36 Gelenke, die Knochen und Sehnen stabil verbinden. Alles zusammen ergibt das "Wunderwerk Hand".

Etwa ein Viertel aller Knochen des menschlichen Körpers befindet sich in den Händen. Dazu kommen Muskeln, Arterien, Nervenstränge und Gelenke, die Knochen und Sehnen stabil verbinden. Alles zusammen ergibt das "Wunderwerk Hand".


Welche Funktion haben Herzklappen?

In einem gesunden Herzen gibt es zwei Vorhöfe und zwei Herzkammern. Die Vorhöfe sammeln das Blut. Die größeren Herzkammern, die Ventrikel, saugen das Blut auf und führen es dann zum Herz-/Lungenkreislauf zurück. Vier Klappen verhindern, dass das Blut wieder in die Vorhöfe fließt. Die bekanntesten sind die Aorten- und die Pulmonalklappe. Sie öffnen und schließen sich circa 100.000 Mal am Tag.

ZDF/3sat/nano/Südkino Filmproduktion GmbH/Berndt Welz/Hannah Dewies/Tim Sprado/Jochen Schmidt

Das gesunde Herz hat zwei Vorhöfe und zwei Herzkammern. Die Vorhöfe sammeln das Blut. Die größeren Herzkammern, die Ventrikel, saugen das Blut auf und führen es dann zum Herz-/Lungenkreislauf zurück.


Das beeinflusst die Pumpleistung des Herzens

Als Pumpleistung bezeichnet man die Menge des Blutes, die das Herz innerhalb einer bestimmten Zeit in den Blutkreislauf pumpt. Sie lässt sich mit regelmäßigem Training verbessern. Dadurch kräftigt und vergrößert sich der Herzmuskel, und das Herz schlägt ökonomischer. Pro Schlag pumpt es dann eine größere Blutmenge in den Körper. Ein gut trainiertes erwachsenes Herz benötigt in Ruhe nur circa 35 Schläge gegenüber 70 bei einem untrainierten. Ein effizienter Herzmuskel schlägt möglichst gleichmäßig. Nach Anstrengung sollte sich ein starkes Herz schnell erholen – und die Frequenz nach der Belastung schnell wieder absinken. Bei gut trainierten Menschen läuft diese Erholungsphase schneller ab - die Herzfrequenz sinkt in kürzerer Zeit wieder auf die Ausgangswerte zurück. Gesunde Herzen pumpen immer die optimale Blutmenge in den Körperkreislauf. Bei einem ruhenden Menschen sind das vier bis sechs Liter pro Minute. Bei schwerer körperlicher Arbeit oder sportlichen Höchstleistungen kann die Blutmenge bis auf das Sechsfache ansteigen.

ZDF/3sat/nano/Südkino F i l m p r o d u k t i o n GmbH/Berndt Welz/Hannah Dewies/Tim Sprado/Jochen Schmidt

Als Pumpleistung bezeichnet man die Menge des Blutes, die das Herz innerhalb einer bestimmten Zeit in den Blutkreislauf pumpt. Sie lässt sich mit regelmäßigem Training verbessern. Ein effizienter Herzmuskel schlägt möglichst gleichmäßig.


Das Mikrobiom im Darm

Das Mikrobiom ist die Gemeinschaft aller Mikro-Organismen im Darm. Insgesamt sind es etwa 39 Billionen. Die meisten sind Bakterien. Über 1000 verschiedene Arten. Sie leben vor allem im Dickdarm, schützen uns vor Krankheitserregern und helfen bei der Verdauung. Ihre Vielfalt ist wichtig für eine gesunde Darmflora. Welche Funktion bestimmte Darmbakterien dabei haben ist noch weitgehend unerforscht. Die Zusammensetzung des Mikrobioms ist bei jedem Menschen unterschiedlich – abhängig auch von Ernährung und Medikamenten. Das Mikrobiom ist so einzigartig wie ein Fingerabdruck.

ZDF/3sat/nano/DOCUVISTA/Thomas Hies/Andrea Schäfer, Marilena Schulte/Jörg Becker/Henry Müller/Jochen Schmidt

Das Mikrobiom ist die Gemeinschaft aller Mikro-Organismen im Darm. Die Zusammensetzung ist bei jedem Menschen unterschiedlich – abhängig auch von Ernährung und Medikamenten. Das Mikrobiom ist so einzigartig wie ein Fingerabdruck.


Einfluss von UV-Strahlung auf Hautfarben

Die weltweite Verteilung menschlicher Hauttöne passt zu den Daten der Intensität von UV-Strahlung. Am Äquator, wo die Strahlung am höchsten ist, schützt dunkle Haut vor Strahlungsschäden, dennoch können die Menschen unter Einwirkung von Sonnenlicht genug Vitamin D produzieren. Weiter im Norden ist hellere Haut von Vorteil: Trotz geringer Sonneneinstrahlung kann ausreichend Vitamin D gebildet werden.

ZDF/Terra X/Tobias Schultes/Albrecht M. Wendlandt

Die weltweite Verteilung menschlicher Hauttöne passt zur Intensität von UV-Strahlung. Am Äquator, wo die Strahlung am höchsten ist, schützt dunkle Haut vor Strahlungsschäden. Im Norden dagegen ist hellere Haut von Vorteil.


So funktioniert die Atmung

Jeder Mensch atmet kontinuierlich ein und aus. Über Nase oder Mund saugen wir Luft durch die Luftröhre in die Lunge. Die eigentliche Arbeit erledigt dabei die Kontraktion des Zwerchfells. Durch das Zusammenziehen entsteht im vergrößerten Brustraum mit gedehnter Lunge ein Unterdruck. Die Folge: Luft strömt ein. Die Lunge selbst kann man sich vorstellen wie einen umgedrehten Baum. Den Stamm bildet die Luftröhre. Sie teilt sich in zwei dicke Äste: die Haupt-Bronchien. Diese treten in unsere beiden Lungenflügel ein, wo sie sich weiter zu Bronchien und Bronchialen verzweigen. Immer kleinere Verästelungen enden schließlich in den traubenförmig angeordneten Lungenbläschen. Ganz winzig und fein sind sie eine der filigransten Strukturen des menschlichen Körpers! Hier findet die wichtigste Aufgabe der Lunge statt – der Gasaustausch. Die rund 300 Millionen kleinen Lungenbläschen sind dazu mit einem feinen Netz aus Kapillaren umsponnen. Durch diese extrem dünnhäutigen Gefäßwände kann der Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft ins Blut aufgenommen werden. Das mit frischem Sauerstoff beladene Blut strömt über die Lungenvenen ins Herz. Aus der linken Herzkammer wird es mit jedem Pulsschlag in den Kreislauf gepumpt. Überallhin, wo es gebraucht wird, vom kleinen Zeh bis zur Nasenspitze.

Jeder Mensch atmet kontinuierlich ein und aus. Über Nase oder Mund saugen wir Luft durch die Luftröhre in die Lunge. Durch Gefäßwände kann der Sauerstoff ins Blut aufgenommen werden und strömt mit jedem Pulsschlag in den Kreislauf.


So wichtig ist tiefes Atmen

Warum sollte man tief durchatmen? Tiefes Durchatmen beeinflusst positiv unsere Gesundheit: Denn jeder Atemzug gibt uns neue Energie. Am Tag atmen wir ganz nebenbei etwa 10.000 Liter Luft ein und aus. Das sind ohne besondere Anstrengung etwa acht Liter in der Minute. Beim Sport können es sogar 40 bis 100 Liter werden.   Zuständiges Organ für die Atmung ist die Lunge. In den 300 Millionen Lungenbläschen findet der eigentliche Gasaustausch statt. Dabei wird eingeatmeter Sauerstoff ins Blut des Lungenkreislaufs aufgenommen, ins Gewebe transportiert und verbraucht.  Es entsteht Kohlendioxid, das über das Blut zurück zur Lunge transportiert und von dort ausgeatmet wird.  Die Sauerstoffaufnahme ist bei einer tiefen Atmung in Brust, Flanken und Bauch höher als bei einer flachen, reinen Brustatmung. Tiefes Einatmen wirkt aktivierend und langes Ausatmen entspannend. Diese bewusste Atmung reduziert Stress und senkt den Blutdruck. Auch beim Gähnen holen wir richtig tief Luft für neue Energie.

ZDF/Terra X/Sabine Müller/Malte Roethig/Maximilian Mohr

Tiefes Durchatmen beeinflusst positiv unsere Gesundheit: Denn jeder Atemzug gibt uns neue Energie. Bei einer tiefen Atmung in Brust, Flanken und Bauch ist die Sauerstoffaufnahme höher als bei einer flachen, reinen Brustatmung.


Wie funktioniert unser Gleichgewichtssinn?

Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich: das Vestibular- oder Gleichgewichtsorgan. Das nur wenige Zentimeter große Organ liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen, die alle mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt sind. Die drei fast kreisrunden Bogengänge nehmen Drehungen des Kopfes wahr. Je ein Bogen ist für eine Richtung zuständig: Neigungen nach oben und unten, seitliche Drehungen und nach links und rechts. Am Ende jedes Bogengangs befindet sich die “Ampulle”. In einer dünnen Membran, hier rosa eingefärbt, sind die Sinneshärchen eingebettet: Bewegt sich der Kopf, bleibt die träge Flüssigkeit erst einmal still. Die Membran “reibt” also an der Flüssigkeit entlang und reizt die Sinneshärchen. In Gehirn treffen die Signale aus den einzelnen Bogengängen aufeinander und werden zu einem Bild zusammengesetzt. Ebenfalls wichtig für den Gleichgewichtssinn sind die Vorhofsäckchen. Sie funktionieren ähnlich wie die Bogengänge über Sinneshärchen und nehmen Beschleunigungen wahr.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Paul Grumer/Fabian Brokmeier/Benjamin Calliari-Herzberg/Maximilian Heß

Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich. Es ist nur wenige Zentimeter groß, liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen.


Fette und Proteine und der Blutzuckerspiegel

Fette und Proteine beeinflussen den Blutzuckerspiegel. Proteine enthalten glukogene, also zuckererzeugende Aminosäuren. Wenn wir unserem Körper keine Kohlenhydrate zuführen, kann die Leber Fette und Proteine ebenfalls in die lebenswichtige Glukose umwandeln. Das dauert sehr viel länger als die direkte Aufspaltung von Kohlenhydraten. Daher steigt der Blutzuckerspiegel erst nach Stunden an. Zusätzlich können Fette und Proteine auch die Magenentleerung verzögern. Gleichzeitig aufgenommene Kohlenhydrate gelangen dadurch langsamer in den Darm und setzen ihre Glukose erst später frei. Der Blutzuckerspiegel steigt moderater an.

Fette und Proteine beeinflussen den Blutzuckerspiegel. Zusätzlich können sie auch die Magenentleerung verzögern. Der Blutzuckerspiegel steigt dann moderater an.


Glukoseaufnahme über den Dünndarm

Im Dünndarm spalten Enzyme die langen Molekülketten auf und setzen den Einfachzucker Glukose frei. Die Glukose passiert die Darmwand und gelangt ins Blut. Dadurch steigt der Blutzuckerspiegel nach dem Verzehr von Kohlenhydraten an. Als Reaktion schüttet der Körper das Hormon Insulin aus. Es schleust die Glukose aus dem Blut in die einzelnen Körperzellen. Sie nutzen den Zucker als Brennstoff. Der Blutzuckerspiegel sinkt wieder.

Im Dünndarm spalten Enzyme die langen Molekülketten auf und setzen Glukose frei. Diese passiert die Darmwand und gelangt ins Blut, der Blutzuckerspiegel steigt. Das Hormon Insulin schleust die Glukose in die Körperzellen. Der Blutzuckerspiegel sinkt.


Der Menstruationszyklus

Ab der ersten Menstruation in der Pubertät bis zur Menopause in den Wechseljahren reguliert ein hormoneller Regelkreis den weiblichen Körper, um ihn auf eine mögliche Schwangerschaft vorzubereiten. Im Schnitt dauert ein Menstruationszyklus 28 Tage und lässt sich in verschiedene Phasen unterteilen. Ein Zyklus beginnt am ersten Tag der Regelblutung. Dabei wird die Gebärmutterschleimhaut abgestoßen und es kommt zu einer mehrtägigen Regelblutung. Während der Blutung beginnt die Follikelphase. Die Hirnanhangdrüse schüttet das follikelstimulierende Hormon FSH aus. Dieses löst in den Eierstöcken das Wachstum mehrerer Follikel aus, in denen sich die Eizellen befinden. Der am meisten gereifte, sogenannte dominante Follikel wird ausgelesen und wächst weiter. Dabei produziert er das Hormon Östrogen. Unter dem Östrogeneinfluss baut sich die Gebärmutterschleimhaut auf. Zusätzlich sorgt der hohe Östrogenspiegel im Blut dafür, dass von der Hirnanhangdrüse das luteinisierende Hormon LH ausgeschüttet wird. Eine hohe LH-Konzentration löst den Eisprung aus: Der Follikel platzt und entlässt die Eizelle in den Eileiter. Dabei fängt der trichterförmige Eileiterabschnitt mit seinen Fimbrien die Eizelle auf. Im Eierstock beginnt nun die Gelbkörper- oder Lutealphase: der Follikel wandelt sich in einen Gelbkörper um. Dieser schüttet insbesondere Progesteron, aber auch kleine Mengen Östrogen aus. Diese Hormone hemmen die Freisetzung von FSH und LH durch die Hirnanhangdrüse. Gleichzeitig bewirken sie eine weitere Verdickung der Gebärmutterschleimhaut. Diese ist wichtig für eine mögliche Einnistung. Kommt es im Eileiter zu einer Befruchtung der Eizelle durch ein Spermium wandert diese innerhalb von 5 Tagen in die Gebärmutter und nistet sich in der Schleimhaut ein. Wird die Eizelle nicht befruchtet, löst sie sich auf. Etwa 12 bis 14 Tage nach dem Eisprung stirbt auch der Gelbkörper ab. Zum Schluss wird die Gebärmutterschleimhaut dann mit Blut und Schleim als Regelblutung ausgestoßen. Ein neuer Zyklus beginnt. Durch die Verkümmerung des Gelbkörpers sinken Östrogen- und Progesteronspiegel. Dadurch wird die FSH- und LH-Freisetzung nicht mehr gehemmt, sodass neue Follikel im Eierstock wachsen können.

ZDF/TerraX/Anke Plascher/Ellen Haas/Anna-Lena Neidlinger/MUSIK Maximilian Mohr

Ab der ersten Menstruation bis zur Menopause reguliert ein hormoneller Regelkreis den weiblichen Körper, um ihn auf eine mögliche Schwangerschaft vorzubereiten. Der Zyklus lässt sich in verschiedene Phasen unterteilen.


Was passiert bei der Verwesung eines Körpers?

Wenn ein Mensch stirbt, zersetzt sich sein Körper und die Bestandteile gehen wieder in den natürlichen Stoffkreislauf über. Diese Zersetzung geschieht im Wesentlichen in drei Stufen: Der Autolyse, Fäulnis und Verwesung. Die Autolyse ist eine Art Selbstzerstörungsprogramm der Körperzellen und setzt schon wenige Stunden nach dem Tod ein. Der Körper wird nicht mehr mit Sauerstoff versorgt. Dies hat zur Folge, dass körpereigene Enzyme die abgestorbenen Zellen auflösen. Die Fäulnis ist genau wie die Autolyse ein anaerober Prozess. Das heißt, sie findet ebenfalls ohne Sauerstoffzufuhr statt. Die Bedingungen dafür sind im Körperinneren besonders günstig. Hier leben viele Mikroorganismen wie zum Beispiel Darmbakterien, die die Fäulnis in Gang setzen und das organische Material des Körpers abbauen. Dabei entstehen Gase wie Methan, Kohlenstoffdioxid und Stickstoff und andere Substanzen. Diese locken dann Insekten und ihre Larven an, die fressend an der Zersetzung mitwirken. Im Gegensatz zur Fäulnis ist die Verwesung aerob, hier ist also Sauerstoff beteiligt. Auch in diesem Fall sind es Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, die das tote Gewebe abbauen. Umgangssprachlich bezeichnet man auch die Gesamtheit dieser Zersetzungsprozesse als „Verwesung“. Wie sie im Einzelnen ablaufen, hängt stark von der Umgebung ab, also von der Temperatur, der Belüftung, der Luftfeuchtigkeit, oder – in einem Grab – von der Bodenbeschaffenheit. Am Ende bleiben vom Körper nur noch die Knochen übrig.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Tillman Graach/Fabian Brokmeier/Maximilian Rügamer/Tim Uhlendorf/Maximilian Heß


Was hält den Menschen gesund?

Welche Faktoren beeinflussen, dass wir im Alter gesund bleiben? Seit 1938 führt die Harvard Universität dazu eine Langzeitstudie durch. Die Forschenden beobachteten die Menschen über Jahrzehnte, verfolgten ihre Lebensgeschichten. Es fanden regelmäßig medizinische Untersuchungen statt. Eine unvorstellbare Menge an komplexen Daten wurde zusammengetragen, die Analyse benötigte Jahre. Dann folgte die Kernerkenntnis: Der Schlüssel zu einem langen und gesunden Leben sind gute soziale Beziehungen. Sie sind unerlässlich, um körperlich und seelisch gesund zu bleiben.

ZDF/Terra X/C. Schrader/F. Siegwart/materia viva/Maximilian Mohr

Eine Langzeitstudie der Harvard-Universität kommt zu der Kernerkenntnis: Gute soziale Beziehungen sind unerlässlich, um körperlich und seelisch gesund zu bleiben.


So funktioniert eine feste Zahnspange

Dieser spezielle Draht wird aus verschiedenen Metallen hergestellt und biegt sich tatsächlich von selbst wieder in seine gerade Form zurück. Die Brackets werden zunächst so auf die schiefen Zähne geklebt, dass der Draht nach dem Einlegen auf spezielle Weise gebogen ist. Da er nun wieder in seine Ursprungsform zurück möchte, übt er dauerhaft einen leichten Druck auf die Zähne aus. So werden die Zähne nach und nach in die gewünschte Position bewegt. Wenn die erreicht ist, ist auch der Draht wieder gerade.

ZDF/Tivi/1,2 oder 3/Peter Minden/Christoph Söhngen/Maximilian Heß

Der spezielle Draht aus verschiedenen Metallen biegt sich von selbst wieder in seine gerade Form zurück. Schiefe Zähne können mit dieser Technik begradigt werden.


Die Geschichte des Hanfs

Die Geschichte des Hanfs beginnt mit Cannabis als Medizin. 2700 v. Chr. wurde es erstmals aktenkundig: in den Schriften des chinesischen Kaisers und (Ur-)Arztes Shen-Nung. Von China aus trat Cannabis seine Reise nach Indien, in die arabische Welt und Griechenland an. Die Bandbreite seiner angeblichen Wirkungen: Augenleiden, Impotenz, Nierensteine, Blähungen und sogar Hexen sollte Cannabis vertreiben können. Dass es aber auch berauscht, nutzten rund 2000 v.Chr. die Hinduisten, rund 700 v.Chr. die Skythen und rund 600 v.Chr. die Anhänger Zarathustras. 1484 aber fand Papst Innozenz VIII: Hanf sei ein „unheiliges Sakrament der Satansmesse“ und hat den Genuss von Cannabis verboten. Als Medikament verschwand es deshalb auch schnell von den Rezeptblöcken der christlichen Ärzteschaft und geriet in Vergessenheit. Bis es im 19. Jh. als Medikament wiederentdeckt wurde. Gegen Rheumatismus sollte es helfen, gegen Tollwut, Cholera, Delirium und Schlafstörungen. Queen Victoria höchst selbst soll mit Cannabinoiden ihren postmenstrualen Stress behandelt haben. Pharmakonzerne wie Merck in Darmstadt, aber auch andere weltweit reagierten und warfen eine Reihe von Cannabis-Präparaten auf den Markt. Unter anderem gegen: Hühneraugen. Der Markt verleitet zu Missbrauch: Künstler wie Alexandre Dumas und Charles Baudelaire machten es der Welt vor und nutzten solche Drogerieprodukte als Freizeit-Droge. Doch Ende des 18. Jh. begannen erste Länder, das Kraut zu verbieten. 1929 entschloss sich auch Deutschland dazu. Der größte Cannabis-Gegner aber waren die USA. Als die nämlich 1933 die Prohibition von Alkohol an den Nagel hängten, drohte zehntausenden Ermittlern die Arbeitslosigkeit. Eine neue Aufgabe musste her. Die Jagd nach Cannabis. Eine wirksame Medienkampagne wurde gestartet: US-Behörden überzogen das Land mit Propaganda-Filmen, die die „Message“ verbreiteten: Unter Einfluss von Marihuana wird geprügelt, getötet und Selbstmord begangen. Schließlich hat 1961 die UN das Kraut in allen Mitgliedsstaaten verboten. Das kümmerte die Hippies der 60er allerdings erst mal wenig. Sie wollten weiterhin mit Hilfe von Cannabis im „Einklang mit Natur und Universum“ leben. Diese Beharrlichkeit der - inzwischen - Alt-Hippies zahlt sich aus. Weltweit lockert ein Land nach dem anderen seine restriktive Cannabis-Gesetzgebung. Bis 2022 schalteten aber nur zwei Nationen ihre Cannabis-Ampel komplett auf grün: Uruguay und Kanada.

ZDF/Terra X/J. v. Kalkreuth/D. da Cruz/Maximilian Mohr

Die Geschichte des Hanfs begann mit Cannabis als Medizin. 2700 v. Chr. wurde es erstmals aktenkundig. Lange Zeit umstritten und verboten, lockert heute weltweit ein Land nach dem anderen seine restriktive Cannabis-Gesetzgebung.


Warum Medikamente bei Frauen anders wirken

Die medizinische Forschung orientiert sich am Prototyp Mann: 1,77 Meter groß, 75 Kilogramm schwer, 40 Jahre alt. In Studien spielte der weibliche Körper lange eine nachgeordnete Rolle. Gründe dafür sind der weibliche Zyklus, Hormonschwankungen und eventuelle Schwangerschaften. Parameter, die Studien komplexer machen könnten. Trotzdem werden Medikamente in der Regel bei Männern und Frauen gleich hoch dosiert. Dabei gibt es nicht nur deutliche Unterschiede in Größe und Gewicht, die gesamte Biologie der Geschlechter unterscheidet sich grundsätzlich. Und das wiederum hat Einfluss auf die Wirkung von Medikamenten. Ein Beispiel: Das Schlafmittel Zolpidem. Nachdem es am Tag nach der Einnahme bei Frauen vermehrt zu Unfällen kam, wurde das Medikament am weiblichen Körper nachgetestet. Die Dosierung wurde für Frauen daraufhin auf die Hälfte reduziert. Auch bei der Impfung gegen Covid-19 wird vermutet, dass die Hälfte der Dosis für Frauen ausreichend sein könnte, da ihr Immunsystem sensibler reagiert.

ZDF/TerraXpress/Autorenkombinat/Lara Franke/Tobias Lenz/Philipp Keller/Jochen Schmidt

Medikamente werden in der Regel bei Männern und Frauen gleich hoch dosiert. Dabei gibt es nicht nur deutliche Unterschiede in Größe und Gewicht, die gesamte Biologie der Geschlechter unterscheidet sich grundsätzlich.


Wann tritt der klinische Tod ein?

Beim sogenannten „klinischen Tod“ bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Nach sieben Sekunden kommt es zur Bewusstlosigkeit. Das Herz pumpt das Blut nicht mehr richtig in die Blutgefäße. Die 100 Billionen Zellen im Körper sind aber noch lebendig, sie werden allerdings nun nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Im Gehirn entstehen nach drei bis fünf Minuten bleibende Schäden. Wird rechtzeitig reanimiert, kann der Prozess umgekehrt werden, und der Mensch überlebt. Bleibt allerdings die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig. Der Hirntod tritt ein. Alle Gehirnfunktionen sind erloschen. Ein Zurückkommen ist nicht mehr möglich.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Julia Nölker/Tobias Bauer/Maximilian Heß

Beim sogenannten klinischen Tod bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Die Zellen im Körper werden nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Bleibt die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig.


Schwangerschaftsabbruchmethoden

In Deutschland sind Schwangerschaftsabbrüche bis zur zwölften Woche nach Empfängnis möglich. Das entspricht nach üblicher Zählweise der 14. Schwangerschaftswoche. Fast drei Viertel der Abbrüche werden aber vor der neunten Schwangerschaftswoche durchgeführt. Dabei gibt es sowohl medikamentöse als auch operative Methoden. Eine der in Deutschland gängigsten Methoden ist der medikamentöse Abbruch. Für diesen braucht es normalerweise mehrere Termine. Unter ärztlicher Aufsicht wird dabei das Hormon Mifepriston oral eingenommen. Mifepriston hemmt das körpereigene Hormon Progesteron. Das Gelbkörperhormon, das für den Erhalt der Schwangerschaft verantwortlich ist. Dadurch wird das Schwangerschaftsgewebe, sprich Plazentaanlage und Fruchthülle mit Embryo, zusammen mit der Gebärmutterschleimhaut von der Gebärmutter gelöst. Nach idealerweise 36 bis 48 Stunden wird zusätzlich ein weiteres Hormon, ein Prostagladin, eingenommen. Die Einnahme erfolgt oral, bukal, also in der Wangentasche oder vaginal. Dieser zweite Termin ist üblicherweise mit einem circa dreistündigen Praxisaufenthalt verbunden, um das Prostaglandinpräparat unter medizinischer Überwachung zu verabreichen. Die Gebärmutter zieht sich daraufhin zusammen und das Schwangerschaftsgewebe wird mit der Gebärmutterschleimhaut durch eine Blutung ausgestoßen. Die Dauer dieses Prozesses ist dabei sehr individuell. Nach kurzer Zeit beginnen üblicherweise die ersten Krämpfe und Blutungen, die mehrere Tage anhalten können. Nach etwa 14 Tagen erfolgt eine Nachuntersuchung. War der Schwangerschaftsabbruch nicht erfolgreich, muss eventuell medikamentös nachbehandelt werden oder zusätzlich ein operativer Eingriff erfolgen. Der Vorteil eines medikamentösen Abbruchs ist, dass er auch zu Hause in gewohnter Umgebung durchgeführt werden kann, was allerdings nicht der Standard ist. Außerdem erfordert ein medikamentöser Abbruch keine Narkose, und er ist für die Gebärmutter die schonendere Variante. Allerdings ist diese in Deutschland nur bis zur neunten Schwangerschaftswoche möglich, operative Eingriffe hingegen bis zur 14. Die häufigste operative Methode ist die Absaugmethode. Sie wird in der Regel ambulant durchgeführt, allerdings von noch weniger Kliniken oder Praxen angeboten als medikamentöse Abbrüche. Dabei wird der Gebärmutterhals mit einem Metallstäbchen geweitet, ein Saugschlauch durch die Vagina in die Gebärmutter eingeführt und das Schwangerschaftsgewebe durch eine etwa zehn Millimeter breite Kanüle abgesaugt. Der Eingriff dauert circa 15 Minuten je nach Schwangerschaftswoche und erfolgt entweder unter kurzer Vollnarkose oder seltener unter lokaler Betäubung. Hier treten meist eher leichtere Blutungen und Bauchschmerzen auf. Körperlich sind die meisten dazu in der Lage, bereits ein bis zwei Stunden nach dem Eingriff wieder nach Hause zu gehen. Die Ausschabungsmethode, auch Curettage genannt, bei der das Schwangerschaftsgewebe mit einer sogenannten Curette abgeschabt wird, ist weniger schonend und wird heutzutage meistens nicht mehr empfohlen. In Deutschland gelten sowohl medikamentöse als auch operative Schwangerschaftsabbrüche als sehr sicher. 2017 wurden nur bei knapp 0,4 Prozent der Patientinnen Komplikationen festgestellt. Auch das Risiko, nicht erneut schwanger werden zu können, erhöht sich durch einen komplikationsfreien Abbruch nicht. Im Normalfall muss die schwangere Person die Kosten unabhängig von der Methode selbst tragen. Diese liegen für einen medikamentösen Eingriff bei etwa 300 bis 450 Euro, für einen operativen Eingriff bei bis zu 600 Euro. Menschen, die keine oder ein geringes Einkommen haben, können über die gesetzliche Krankenkasse eine Kostenübernahme beantragen.

ZDF/Mai ThinkX/Kira Kock/Hannah Pfeiffer/Sara Lienemann/Dr. Mai Thi Nguyen-Kim/Ole Tillmann

In Deutschland sind Schwangerschaftsabbrüche bis zur 14. Schwangerschaftswoche möglich. Dabei gibt es sowohl medikamentöse als auch operative Methoden.


Was unterscheidet Sars-CoV-2 von Sars-CoV-1?

Die Erkrankungen SARS und Covid-19 werden durch Corona-Viren verursacht, deren Reservoir wahrscheinlich Fledertiere sind. Den Viren gelang der Sprung über die Artengrenze zum Menschen. Doch im Vergleich breitet sich das neue Virus schneller von Mensch zu Mensch aus. Was macht den Unterschied? Entscheidend ist der Weg der Ansteckung. So nimmt das für SARS verantwortliche Virus Sars-CoV-1 immer den Weg direkt in die Lunge. Dort vermehren sich die Viren. Eine Schlüsselfunktion hat dabei der sogenannte ACE2-Rezeptor der Zellen: Der Erreger heftet sich mit seinem Spike-Protein an den Rezeptor und verschafft sich so Einlass in die Zelle. Weil Lungenzellen sehr viele ACE2-Rezeptoren haben, kann sich Sars-CoV-1 in der Lunge gut vermehren. Das für Covid-19 verantwortliche Virus Sars-CoV-2 kann bereits im Rachenraum und in den oberen Atemwegen andocken. Offenbar ist es besser an die menschlichen Zellen angepasst als sein Vorgänger. Denn obwohl die Wirtszellen im Rachenraum weniger ACE2-Rezeptoren haben, nutzt Sars-CoV-2 diese sehr effektiv und verschafft sich so Zugang ins Zellinnere. Die Folge: Das Virus vermehrt sich schnell und ist leichter übertragbar.

ZDF/Terra X/WENDEVARGA/Christina Schrader, Albrecht M. Wendlandt

Die Erkrankungen SARS und Covid-19 werden beide durch Corona-Viren verursacht. Doch im Vergleich breitet sich das neue Virus schneller von Mensch zu Mensch aus. Was macht den Unterschied?


Warum gibt es keine Coronaimpfung für Kinder?

Ob Kinder den Corona-Impfstoff überhaupt vertragen, ist bisher kaum getestet worden. An Erwachsenen und Jugendlichen ab 16 wurde er aber bereits getestet, und das war auch Bedingung, damit der Stoff überhaupt erlaubt wurde. Solche Tests sind nicht ganz ungefährlich, da Nebenwirkungen wie zum Beispiel Allergien auftreten können. Darum testet man zuerst an starken und gesunden Menschen, meistens jungen Erwachsenen. Erst wenn diese den Stoff gut vertragen, kann man ihn an älteren oder kranken Menschen testen. Der Körper von Kindern ist aber mit dem von Erwachsenen nur schwer vergleichbar: Kinder reagieren auf viele Stoffe völlig anders als Erwachsene. Damit auch für sie der Impfstoff sicher ist und gut funktioniert, wird er bei ihnen mit großer Vorsicht und zu allerletzt getestet, wenn man genug Erfahrungen damit an Erwachsenen gesammelt hat. Es kann sein, dass die Forscher dann herausfinden, dass sie für Kinder den Wirkstoff verändern oder geringer dosieren müssen. Kinder gegen Corona zu impfen ist auch nicht so dringend. Denn man weiß, dass sie, selbst wenn sie sich mit dem Coronavirus anstecken, meistens kaum etwas von der Erkrankung spüren. Es sei denn, sie leiden unter einer Grunderkrankung. Alte Menschen werden durch das Coronavirus oft schwer krank. Daher ist es auch dringender, diese Menschen zu impfen.

ZDF/logo/Timo Amling/Marion Brand/Heidi Stifel/Jochen Schmidt

Ob Kinder den Corona-Impfstoff überhaupt vertragen, ist kaum getestet worden. Die Tests sind nicht ganz ungefährlich, da Nebenwirkungen auftreten können. Darum testet man zuerst an starken und gesunden Menschen, meistens jungen Erwachsenen.


Impfreihenfolge bei Corona

Das erste Ziel beim Impfen gegen Corona ist vor allem, diejenigen zu schützen, die besonders gefährdet sind: Also Menschen, die durch eine Ansteckung mit dem Virus sehr krank werden oder sogar daran sterben könnten. Zu allererst dürfen sich deswegen sehr alte Menschen impfen lassen, also alle ab 80 Jahren und alle, die in Altenheimen leben. Aber auch Ärztinnen und Ärzte oder Pfleger, die sich um diese alten oder kranken Menschen kümmern. Experten schätzen, dass es mindestens ein bis zwei Monate dauert, bis all diese Menschen geimpft sind. Danach dürfen sich alle Menschen ab 70 Jahren impfen lassen und zum Beispiel Menschen, die bestimmte Krankheiten haben oder diejenigen, die kranke Familienmitglieder betreuen. Zu der dritten Gruppe gehören zum Beispiel Menschen, die bestimmte Berufe ausüben wie die Polizei oder auch Lehrerinnen und Lehrer. Denn sie haben während ihrer Arbeit mit besonders vielen Menschen zu tun. Also: Impfen dürfen sich vor allem erst mal diejenigen, die besonders durch das Coronavirus gefährdet sind. Aber auch Menschen, die bei ihrer Arbeit mit genau solchen Risikogruppen oder mit vielen Menschen zu tun haben. Erst danach dürfen sich alle anderen Menschen impfen lassen, für die das Virus nicht ganz so gefährlich ist. Für Kinder und Jugendliche gibt es bisher noch keinen Impfstoff, sie werden durch das Coronavirus aber auch seltener krank.

ZDF/logo/Judith Vehar/Marion Brand/Tim Rizzo/Jochen Schmidt

Erstes Ziel ist vor allem, diejenigen zu schützen, die besonders gefährdet sind: Menschen, die durch eine Ansteckung mit dem Virus sehr krank werden und daran sterben könnten oder bei ihrer Arbeit mit Risikogruppen oder mit vielen Menschen zu tun haben.


Die Entstehung des Grundgesetzes

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde Deutschland von den Siegermächten in vier Besatzungszonen aufgeteilt. Die drei Zonen im Westen wurden durch die USA, Frankreich und Großbritannien verwaltet, die Zone im Osten durch die ehemalige Sowjetunion. Während in der Sowjetischen Besatzungszone mit dem Aufbau eines sozialistischen Staates begonnen wurde, schlossen sich die westlichen Alliierten nach und nach zusammen, um den Wiederaufbau Westdeutschlands voranzutreiben. Ihr gemeinsames Ziel: Es sollte ein friedlicher und demokratischer Bundesstaat entstehen. Die westlichen Bundesländer bekamen im Juli 1948 den Auftrag, eine demokratische Verfassung zu entwerfen. Hierzu wählten die Parlamente der elf Länder den sogenannten Parlamentarischen Rat. Am 1. September 1948 fand im Museum Alexander König in Bonn die feierliche Eröffnung statt. Das Gremium aus 65 stimmberechtigten Abgeordneten verschiedener Parteien entschied, statt einer „Verfassung“ ein vorläufiges Grundgesetz zu entwerfen. Der neue Staat sollte provisorischen Charakter haben – bis zu einer künftigen Wiedervereinigung des Deutschen Volkes. Acht Monate arbeiteten die 61 Väter und vier Mütter des Grundgesetzes an ihrem Werk, mit dem Ziel, Deutschland eine rechtliche Grundlage für ein friedliches und gerechtes Leben aller zu geben. Am 8. Mai 1949 wurde das Grundgesetz in Bonn vom Parlamentarischen Rat mit 53 Ja-Stimmen gegen zwölf Nein-Stimmen verabschiedet. Auch die westlichen Besatzungsmächte stimmten zu. Unterzeichnet wurde das Grundgesetz am 23. Mai 1949 und trat mit Ablauf des Tages in Kraft. Die Bundesrepublik Deutschland war gegründet.

ZDF/Terra X/Ellen Haas/Anna-Lena Neidlinger/Maximilian Heß/Bundesarchiv: Welt im Film Nr.172/1948: B-86630 und Nr. 207/1949: 41524, Bundesrepublik Deutschland

Acht Monate dauerte die Ausarbeitung. Ziel: eine rechtliche Grundlage für ein friedliches und gerechtes Leben aller. Unterzeichnet wurde das Grundgesetz am 23. Mai 1949. Die Bundesrepublik Deutschland war gegründet.


Kleiderordnung im Mittelalter

Wer sich wie zu kleiden hatte, war im Mittelalter vorgeschrieben. Oberste Regel: "Anständig" sollte jeder aussehen, also dem eigenen Stand angemessen. Vorgeschrieben wurde vor allem, was nicht getragen werden dürfte: spitze Schnabelschuhe beispielsweise. Die waren dem Adel vorbehalten. Bei Frauen war alles Offenherzige und Figurbetonte verpönt. Juden wurden in fast ganz Europa verpflichtet, einen gelben spitzen Hut zu tragen. Eine unverhohlene Stigmatisierung. Der Bauer trug indes tagein, tagaus dasselbe Gewand: Kittel, Hose, Bundschuh, die immer wieder geflickt wurden.

ZDF/Terra X/G. Graffe/C. Moroni/Gruppe 5/Maximilian Heß

Wer sich wie zu kleiden hatte, war im Mittelalter vorgeschrieben. Oberste Regel: "Anständig" sollte jeder aussehen, also dem eigenen Stand angemessen. Doch vorgeschrieben wurde vor allem, was nicht getragen werden durfte.


So beeinflussen sich Lebewesen gegenseitig

Diese Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen! Denn keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. So können auch die kleinsten Organismen große Effekte haben. Die ostafrikanische Flötenakazie lebt in einer Gemeinschaft mit Crematogaster-Ameisen. Der Baum bietet den Insekten in seinen angeschwollenen Stacheln Nektar und Lebensraum. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen den Baum gegen blätterfressende Elefanten. Ein Biss in die empfindlichen Schleimhäute schreckt ab. Doch die invasive Dickkopfameise Pheidole megacephala stört diese Symbiose und frisst die nützlichen einheimischen Ameisen. Zudem verteidigt diese Art die Bäume nicht mehr gegen Elefanten. Die Folge: Es werden mehr Bäume abgefressen, und die Savanne wird offener. Das wiederum geht an den Löwen nicht spurlos vorbei: Sie haben weniger Verstecke, um ihrer Beute aufzulauern - und erbeuten auch weniger Zebras.

ZDF/Terra X/Malte Jessl/Martin Schaaf/Maximilian Heß

Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen? Keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. Auch die kleinsten Organismen können große Effekte haben.


Die Bedeutung von Fröschen im alten Ägypten

Haben Frösche im alten Ägypten eine besondere Rolle gespielt? In Gräbern fand man die Amphibien häufiger als Grabbeilage: Natürlich mumifiziert – denn im Mumifizieren waren Ägypter wahre Meister. Hier allerdings wurde ihnen die Arbeit abgenommen. Denn Frösche trocknen ganz ohne menschliches Tun aus – ohne Wasser können sie nicht überleben. Warum wurden aber ausgerechnet Frösche mit ins Jenseits geschickt? Die Antwort findet sich im ägyptischen Götterglauben. So wurde die Geburtsgöttin Heqet oft froschköpfig dargestellt – der Frosch also mit Fruchtbarkeit in Verbindung gebracht. Der Grund: Nil-Überschwemmungen locken besonders Frösche an. Der Ruf des Wassers, Leben zu erzeugen, kam dem Frosch somit zugute. Gott Ptah wiederum galt als ein mächtiger Schöpfergott. Inspiriert vom Lebenszyklus der Amphibien, die aus Eiern zu Kaulquappen und dann zu Fröschen heranwachsen, wurde ihm die schöpferische Kraft der Wiedergeburt im Wasser zugeschrieben. Auch waren Amulette in Froschform als Schmuck sehr beliebt.

ZDF/Terra X/Daniela Busch/Kerstin Kockler/Maximiian Heß

In Gräbern fand man die Amphibien häufiger als Grabbeilage. Warum wurden aber ausgerechnet Frösche mit ins Jenseits geschickt? Die Antwort findet sich im ägyptischen Götterglauben.


Was sich hinter der Kreiszahl pi verbirgt

Was sich hinter der Zahl “pi” verbirgt, lässt sich an jedem runden Alltagsgegenstand erklären. Man misst zum Beispiel von einer Kaffeetasse zuerst den Umfang und dann den Durchmesser. Teilt man dann Umfang durch Durchmesser, erhält man ungefähr 3,14 – also pi. Pi ist das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises. Dabei macht es keinen Unterschied, wie groß der Kreis ist – das Verhältnis bleibt immer gleich, es ist pi. Deshalb spricht man bei pi von einer Konstante. Erst mit pi konnten Umfang und Fläche eines Kreises berechnet werden. Jährlich wird im dritten Monat, am 14. Tag, also am 14. März, der weltweite „pi-Day“ gefeiert.“ Dazu gibt es einen runden Kuchen – auf englisch “pie” - und es wird eine Runde im Kreis gelaufen.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Lena Paul/Dirk Hagen/Saba Bussmann/Jochen Schmidt


Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich: das Vestibular- oder Gleichgewichtsorgan. Das nur wenige Zentimeter große Organ liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen, die alle mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt sind. Die drei fast kreisrunden Bogengänge nehmen Drehungen des Kopfes wahr. Je ein Bogen ist für eine Richtung zuständig: Neigungen nach oben und unten, seitliche Drehungen und nach links und rechts. Am Ende jedes Bogengangs befindet sich die “Ampulle”. In einer dünnen Membran, hier rosa eingefärbt, sind die Sinneshärchen eingebettet: Bewegt sich der Kopf, bleibt die träge Flüssigkeit erst einmal still. Die Membran “reibt” also an der Flüssigkeit entlang und reizt die Sinneshärchen. In Gehirn treffen die Signale aus den einzelnen Bogengängen aufeinander und werden zu einem Bild zusammengesetzt. Ebenfalls wichtig für den Gleichgewichtssinn sind die Vorhofsäckchen. Sie funktionieren ähnlich wie die Bogengänge über Sinneshärchen und nehmen Beschleunigungen wahr.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Paul Grumer/Fabian Brokmeier/Benjamin Calliari-Herzberg/Maximilian Heß

Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich. Es ist nur wenige Zentimeter groß, liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen.


Wie bewegen sich Schnecken fort?

Schnecken werden in der Wissenschaft auch Gastropoden genannt, das heißt Bauchfüßer. Denn: Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Die Schnecke bewegt sich vorwärts, indem sie diesen breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung. Von der Seite sieht man davon nichts, weil der Rand des Fußes immer fest am Boden bleibt. Aber dass Schnecken tatsächlich über Rasierklingen kriechen können, liegt an ihrem Schleim. Er schützt nicht nur den Schneckenkörper vor dem Austrocknen, sondern ist so etwas wie eine selbst gemachte Fahrbahn. Durch eine Drüse am Fuß scheidet die Schnecke den Schleim aus, der zum größten Teil aus Wasser besteht, daneben aber auch Zucker und Eiweiß enthält. Diese Mischung verleiht dem Schleim eine besondere Eigenschaft: Er kann seine Konsistenz verändern! Eigentlich ist er zäh und klebrig. So gibt er der Schnecke Halt, sogar auf senkrechten Flächen. Doch dort, wo die Schnecke bei ihrer wellenförmigen Kriechbewegung den Fuß gegen den Untergrund presst, wird der Schleim unter dem Druck flüssig. So kann die Schnecke auf ihrem Schleim voran gleiten - auch über scharfe Rasierklingen.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Tillman Graach/Ariel Sages/Kilian Vogl/Saba Bussmann/Moritz Frisch

Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Sie bewegt sich vorwärts, indem sie den breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung.


Turniere im Mittelalter

Aus zeitgenössischen Turnierdarstellungen können Historiker und Waffenkundler heute jede Menge ableiten. Den Pferden wurden Eisenringe vor die Augen gebunden, damit sie nicht scheuen, wenn sie aufeinander zurasen. Wilde Dekorationen – Puppen oder ausgestopfte Tiere – schmückten die Helme. An der Brust befestigte Haken sollten die Lanzen sicher ins Ziel führen. Zielte man zu hoch, löste sich die Lanze aus der Halterung und flog in hohem Bogen davon. Ein echter Hingucker: präparierte Schilde. Traf man die richtige Stelle, zersprangen sie – dank eines ausgetüftelten Feder-Mechanismus' – in alle Einzelteile.

Ob Helmschmuck, Brusthaken, Eisenringe für Pferde oder präparierte Schilde: Aus zeitgenössischen Turnierdarstellungen können Historiker und Waffenkundler heute jede Menge ableiten.


Lehnswesen im Mittelalter

Die Ständegesellschaft im Mittelalter beruhte auf dem sogenannten Lehnswesen. Lehen kommt von Leihen. Denn der Lehnsherr verlieh sein Land. Der Lehnsmann versprach dafür Gefolgschaft. Oberster Lehnsherr war der König. An zweiter Stelle standen die Herzöge, Grafen und Bischöfe. Darunter folgte der niedere Adel: Edelfreie und Äbte. Am unteren Rand der Gesellschaft standen die Bauern. Und die Ritter? Auch sie hatten einen Platz in der berühmten Lehnspyramide – als Teil des niederen Adels.

Die Ständegesellschaft im Mittelalter beruhte auf dem sogenannten Lehnswesen. Der Lehnsherr verlieh sein Land. Der Lehnsmann versprach dafür Gefolgschaft. Die berühmte Lehnspyramide zeigt die Hierarchien.


Was verraten Baumringe?

Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten. Im Frühjahr wächst der Baum am schnellsten. In dieser Zeit bildet er die helle Schicht eines Rings. Im Herbst wächst er langsamer – die dunkle Schicht entsteht. Im Winter ist es zu kalt. Deshalb ist eine Wachstumspause angesagt. Das ist aber noch nicht alles: Denn die Ringe verraten uns noch mehr als nur das Alter eines Baumes. Sie sind auch ein Archiv für die Bedingungen unter denen er gewachsen ist. Wenn der Baum in einem Jahr genug Licht, Wasser und Nährstoffe bekommt und günstige Temperaturen herrschen, wächst er schneller. Dann bildet er mehr Holz – also einen breiteren Ring. Es kann aber auch sein, dass der Baum beim Wachstum gestört wird. Zum Beispiel, wenn es zu wenig regnet und sehr heiß ist. Dann bildet er nur einen schmalen Ring. Durch die Abfolge der Ringe kann man deshalb das Alter von Holz exakt bestimmen – sogar Jahrhunderte nachdem ein Baum gefällt wurde. Und man kann genau sagen, wann der Baum gelebt hat und in welchem Jahr er gefällt wurde. So lässt sich auch das Alter historischer Gebäude bestimmen. Dafür untersucht man die Jahresringe der Holzbalken, mit denen das Gebäude gebaut wurde.

ZDF/TerraX/Leon Altfeld/Julia Bruch/Maximilian Heß


Wann tritt der klinische Tod ein?


Wie kann man Temperatur definieren?

Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen, den Atomen und Molekülen. Sie sind ständig in Bewegung. Die Temperatur ist ein Ausdruck davon, wie heftig sie sich bewegen. Also je schneller, desto wärmer und umgekehrt – bis hin zum absoluten Nullpunkt, dem kompletten Stillstand. Um die Temperatur zu definieren, gibt es verschiedene Einteilungen: Die Celsius-Skala ist zwar die geläufigste, aber in der Physik nutzen Forschende häufig die Kelvin-Skala – deren Grundlage der absolute Nullpunkt ist. An diesem – nur theoretisch erreichbaren – Punkt kommen alle Teilchen zum Stillstand, kälter geht es nicht: Hier herrschen 0 Kelvin. Im Gegensatz zur Celsius-Skala gibt es keine negativen Kelvin-Werte. Deshalb ist für die Temperatur auch Kelvin die international anerkannte Basiseinheit, kurz SI-Einheit – und nicht Grad Celsius. Die Unterschiede zwischen “einem Grad” sind bei Celsius und Kelvin gleich, die beiden Skalen sind nur verschoben: 0 Kelvin entsprechen etwa -273°C.

ZDF/TerraX plus/Bilderfest/Paul Grumer/Moritz Krause/Maximilian Rügamer/Maximilian Heß

Atome und Moleküle sind ständig in Bewegung. Die Temperatur ist ein Ausdruck davon, wie heftig sie sich bewegen. Je schneller, desto wärmer und umgekehrt – bis zum kompletten Stillstand. Um die Temperatur zu definieren, gibt es verschiedene Einteilungen.


So wächst eine Rankpflanze wie eine Gurke

Wie klettern Rankgewächse wie Gurken? In der Regel wachsen Pflanzen dem Licht entgegen! Doch Rankpflanzen sind zu instabil, um allein in die Höhe zu wachsen. Sie brauchen externe Stützen. Die Ranken sind zunächst eingerollt und strecken sich anschließend in die Länge. Durch „Suchbewegungen“ finden sie Haltemöglichkeiten. Bei Kontakt mit einer möglichen Stütze wird diese von der Ranke umgriffen. Reibung und Spiralbildung sind der Schlüssel. Für die Entstehung und Ausführung braucht die Pflanze keine Kraft. Vielmehr sind es physikalische Gesetze und eine passive asymmetrische Kontraktion von Zellen, die ihr die Form und das Klettern ermöglichen. Etwa auf halbem Weg weist jede Rankschraube einen Umkehrpunkt im Windungssinn auf. Auch das ist reine Physik und hilft der Gurke, in verschiedene Richtungen zu suchen. Dabei lassen Verholzungen keine Veränderungen zu und sorgen für Stabilität der Konstruktion.

ZDF/Terra X/Benjamin Scherer/Malte Röhrig/Maximilian Heß


So wirkt Dünger

Pflanzen brauchen für ihr Wachstum wichtige Nährstoffe. Dazu zählen Stickstoff (N) sowie Kalium (K) für Wasserhaushalt und Widerstand gegen Krankheiten. Außerdem Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Phosphor (P) und Schwefel (S) für die Pflanzenqualität und den Aufbau von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen. Mit jedem Wachstumsprozess werden dem Boden Nährstoffe entzogen und in den Pflanzen gespeichert. Fehlen Nährstoffe reagiert die Pflanze direkt darauf. Damit der Boden nicht verarmt, wird gedüngt. Organischer Dünger von Pflanzen und Tieren enthält Nährstoffe in unterschiedlichen Konzentrationen. Diese müssen von Mikroorganismen zersetzt werden, bevor sie von den Pflanzen aufgenommen werden können. Mineraldünger dagegen basiert auf künstlich gewonnenem Ammoniak und enthält Nährstoffe in Form von Salzen. Diese sind wasserlöslich und stehen der Pflanze direkt zur Verfügung. Der Dünger wird industriell hergestellt und seine Nährstoffmenge ist genormt. So lässt sich exakt die Menge ausbringen, die auf die Bedürfnisse der Pflanzen abgestimmt ist. Lange Zeit nur mineralisch zu düngen hat negative Auswirkungen auf die Bodeneigenschaften und die Artenvielfalt. Egal ob organisch oder mineralisch: Wird zu viel oder zum falschen Zeitpunkt gedüngt, können die Nährstoffe nicht mehr von Pflanzen oder Boden aufgenommen werden. Die wasserlöslichen Bestandteile wie Nitrate landen langfristig im Grundwasser. Die Überdüngung schadet der Umwelt.

ZDF/Terra X/Veronika Schlosser/Julia Bruch/Maximilian Heß

Pflanzen brauchen für ihr Wachstum wichtige Nährstoffe. Mit jedem Wachstumsprozess werden dem Boden Nährstoffe entzogen und in den Pflanzen gespeichert. Fehlen Nährstoffe reagiert die Pflanze direkt darauf. Damit der Boden nicht verarmt, wird gedüngt.


Die große Reblausplage im Weinanbau

Frankreich Mitte des 19. Jahrhunderts. Der Weinanbau dehnt sich um 200.000 Hektar aus, davon 130.000 allein im Süden Frankreichs. Getreide, Oliven, Gemüse – alles muss den Reben weichen. 1863 zeigen Weinreben in Südfrankreich rätselhafte Symptome - sie verkümmern und sterben meist nach drei Jahren ab, und die Plage weitet sich aus. Zur gleichen Zeit als das Rebensterben in Europa einsetzt, lösen Dampfschiffe die Großsegler ab. Das ist kein Zufall. Denn auch Holzkisten mit Weinstecklingen aus Amerika finden so ihren Weg nach Europa. Sie transportieren "blinde Passagiere". Denn in ihren Wurzeln haben sich sogenannte Wurzelrebläuse eingenistet. Auf den Großseglern hatten sie keine Überlebenschance. Nach eineinhalb Monaten Seereise sterben sie ab, aber die modernen Dampfschiffe schaffen die Strecke in knapp zehn Tagen. Ein Kollateralschaden des Fortschritts: Die amerikanische Wurzelreblaus erreicht Europa! Auf den Spuren der bislang größten Katastrophe in der Geschichte des europäischen Weinbaus. Befallene Wurzeln, das Werk eines Schädlings, der Tausende von Winzern in den Ruin treibt: Die Reblaus! Prof. Joachim Schmid, Rebenzüchter, Hochschule Geisenheim "Die Reblaus sticht an der Wurzel an, sorgt dafür, dass Foramositäten und anschließend auch Tumorösitäten entstehen. Das sind dann kleine Löcher an Verdickungen. Die Reblaus saugt weiter, aber gleichzeitig öffnet sie Eintrittspforten für Bakterien und Pilze, die dann ganze Wurzelstränge zum Absterben bringen, weil die Leitungsbahnen blockiert sind." Bis 1870 werden mehr als 500 Vertilgungstechniken diskutiert, keine kann überzeugen. Auf einem „Internationalen Reblaus Kongress“ wird die Entwurzelung aller befallenen Flächen und der Einsatz von Schwefelkohlenstoff - einem Nervengift - beschlossen. In vielen Weingebieten werden so Böden, Flora und Fauna systematisch verseucht - auch die Reblaus! Zumindest für den Moment, denn die Larven überleben trotzdem, und die Plage geht weiter. Rund 70 Prozent der gesamten europäischen Anbaufläche sind von der Reblausplage befallen. In Frankreich vor allem die Toplagen in Bordeaux und Burgund, in Deutschland rund ein Viertel aller Weinberge. Jules-Emile Planchon ist Professor für Pharmazie an der Universität Montpellier und Insektenforscher. Er macht schließlich die entscheidende Entdeckung. Es ist nicht weniger als die Rettung für den europäischen Weinbau bis in die Gegenwart. Die Erkenntnis, dass bestimmte amerikanische Rebsorten gegen die Wurzelreblaus resistent sind, während umgekehrt die Läuse, die nur die Blätter befallen, europäischen Sorten nicht viel anhaben können. Prof. Joachim Schmid "Die Idee, dass eine Amerikaner Rebe an der Wurzel resistent ist und die Europäer am Blatt gute Resistenzen aufzeigt, hat dazu geführt, dass man beide Partner durch eine Pfropfung vereinigen konnte und somit eigentlich eine ideale Lösung und biologisch technologische Lösung gefunden hat, die wirklich super gut funktioniert." Die Rettung vor dem Schädling ist genial wie einfach: Aus zwei Reben wird eine Pflanze: Der untere amerikanische Teil, der in den Boden gelangt, ist gegen die Wurzelreblaus resistent, der obere europäische, der die Trauben trägt, gegen die Blattreblaus. Die Geschichte des Weinbaus ist eine Kette von Innovationen und Rückschlägen. Doch sie hat die Qualität und auch die Haltbarkeit des Weines kontinuierlich verbessert. Nach der Reblausplage hält die Wissenschaft Einzug in die Weinproduktion. Und der Fortschritt in den Weinbergen und - kellern geht auch nach 10.000 Jahren Weinproduktion kontinuierlich weiter.

ZDF/Terra X/Stein Filmproduktion/Martin Papirowski/Timm Westen/Roxana Ardelean/Jann Holzapfel/Maximilian Heß

Auf modernen Dampfschiffen erreicht im 19. Jahrhundert die amerikanische Wurzelreblaus als "blinder Passagier" Europa und befällt die heimische Rebe. Die Rettung vor dem Schädling: Aus zwei Reben wird eine Pflanze.


Schimmelpilze in der Wohnung

Wo kommt denn dieser ekelige Schimmelpilz her? Schimmelpilze sind Mikroorganismen, die ein typisches Pilzgeflecht ausbilden. Sie vermehren sich hauptsächlich durch Sporen. Der kleinste Windhauch trägt diese Sporen überall hin, so gelangen sie auch in unsere Wohnungen. Hier finden sie meist ideale Bedingungen. An vielen Wänden befinden sich Tapeten oder Dispersionsanstriche, die einen hohen Anteil an Zucker und Eiweiß besitzen – sie bieten einen wunderbaren Nährboden. Doch der wichtigste Faktor für das Schimmelpilzwachstum ist die Feuchtigkeit. Die überhöhte Innenraumfeuchte entsteht zum Beispiel durch Baumängel wie Risse in den Wänden, undichte Dächer, aufsteigende Feuchtigkeit oder durch Kondenswasser. Ein weiterer Grund für Schimmel kann ein zu geringer Luftaustausch in den Räumen sein. Gerade hinter Schränken, wo recht wenig Frischluft hinkommt, kann sich der Schimmel sehr gut ausbreiten. Bei optimalen Wachstumsbedingungen verdoppelt sich der Schimmel in nur zwei bis drei Stunden.

ZDF/3sat/nano/Autorenkombinat/Josephine Blume, Holger Barthel, Ingo Schwarz/Alex Balzien/Maximilian Heß

Schimmelpilze sind Mikroorganismen und vermehren sich hauptsächlich durch Sporen. Der kleinste Windhauch trägt diese Sporen überall hin, so gelangen sie auch in unsere Wohnungen. Hier finden sie meist ideale Bedingungen.


Die Superkräfte der Eukalyptusbäume

Der australische Eukalyptus ist ein wahrer Wunderbaum. Er ist robust, anspruchslos und bringt Rekord-Erträge: bis zu 24 Tonnen Holz pro Hektar und Jahr, dreimal so viel wie ein mitteleuropäischer Laubwald. Seine globale Verbreitung hat ein Deutscher vorangetrieben: Der Botaniker Ferdinand von Mueller, der 1847 nach Australien ausgewandert war. Er lobte das forstwirtschaftliche Potential der Eukalypten, schrieb Bücher darüber und verschickte Samen rund um die Welt. Seitdem ist der Eukalyptus auf einem Erfolgszug: Es gibt Plantagen in Brasilien, Südafrika, Asien - zum Beispiel in Thailand - und auch in Portugal.

ZDF/Terra X/S. Armsen/Marc Trompetter/Maximilian Heß


Was ist Permakultur?

Permakultur gilt als Gegenmodell zur industriellen Landwirtschaft. Das Prinzip: Vielfalt statt Monokultur. Die in den 70er Jahren entwickelte Anbaumethode soll die Kreisläufe der Natur nachahmen. Mit einem ausgeklügelten System werden die unterschiedlichsten Gewächse nebeneinander angepflanzt. Haselnussbäume und Beerensträucher, Kräuter und Zierblumen. Laut einer aktuellen Studie in 45 Permakulturbetrieben werden im Schnitt pro Farm 42 Pflanzenarten vereint. Diese Vielfalt ist der Schlüssel: Sie macht Pflanzen robuster und weniger anfällig für Schädlinge. Zugleich entstehen fruchtbarere Böden. Monokulturen dagegen sorgen für ausgelaugte, nährstoffarme Böden. Durch abgestorbenes Pflanzenmaterial bildet sich Humus. Und der ist als gigantischer Speicher von CO2 auch gut für das Klima. Doch bislang hat sich Permakultur nur in kleineren Gärten bewährt. Und der Anbau verlangt viel Handarbeit. So scheint es mehr etwas für Liebhaber und Kleingärtner zu sein. Nicht vergleichbar mit der konventionellen Landwirtschaft, bei der große Maschinen, Pestizide und riesige Felder für maximalen Ertrag sorgen. Ist das der einzige Weg, um die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren? Befürworter sind überzeugt: Auch mit Permakultur lässt sich Obst und Gemüse in großen Mengen produzieren. Denn die Anbaumethode hat zwei große Vorteile: Erstens: Der Humus sorgt auf Dauer für höhere Erträge. Und die Anordnung im System macht Pflanzen widerstandsfähiger. Zweitens: Der Anbau ist auch auf kleinesten Flächen möglich sogar mitten in der Stadt. So entsteht ein Zuwachs an landwirtschaftlicher Nutzfläche. Gute Gründe, die Permakultur zu einer vielversprechenden Alternative zu machen.

ZDF/TerraXpress/Luisa Zech/Tobias Lenz/Sebastian Kerz/Maximilian Mohr


Vier Arten von Dürre

Dürre ist nicht gleich Dürre. Der Deutsche Wetterdienst unterscheidet vier Arten extremer Trockenheit: Unter der meteorologischen Dürre versteht man einen Mangel an Niederschlag im Vergleich zu einer Referenzperiode* (*z.B. innerhalb von 30 Jahren). Ist es mindestens vier Monate trockener als üblich, spricht man von einer hydrologischen Dürre. Grundwassermangel tritt ein, und die Wasserstände von Seen und Flüssen sinken deutlich. Eine landwirtschaftliche Dürre kann schon nach zwei Monaten eintreten. Denn dann drohen bereits Ernteeinbußen. Die sozioökonomische Dürre bedeutet rund ein Jahr Wassermangel, durch den die produzierende Wirtschaft gebremst wird. Eine große Rolle spielen bei Trockenheit auch die Böden, der Bewuchs und der Wind, der Böden noch schneller austrocknen lässt.

Dürre ist nicht gleich Dürre. Der Deutsche Wetterdienst unterscheidet vier Arten extremer Trockenheit: meteorologische, hydrologische, landwirtschaftliche und sozioökonomische Dürre.


Autarke Ernährung in Deutschland

Kann sich Deutschland selbst ernähren? Oder müssten wir den Gürtel enger schnallen, wenn wir keine Lebensmittel importieren könnten? Die gute Nachricht vorweg: Getreide, Kartoffeln, Fleisch, Milch und Käse produzieren wir zu 100 Prozent und mehr im eigenen Land. Für Menschen, die sich vegetarisch ernähren, hingegen könnte es eng werden. Denn Gemüse kommt zu über 60 Prozent aus dem Ausland, Obst sogar zu 80 Prozent. Erstaunlicherweise gilt das sogar für Produkte, die hier gut wachsen: Bei Tomaten zum Beispiel importieren wir 95 Prozent und bei heimischen Nüssen wie der Haselnuss 98 Prozent. Am wenigsten Sorgen müssen wir uns um den Hopfen machen. Hier produzieren wir sogar das Fünffache unseres eigenen Bedarfs.

ZDF/Terra X/Autorenkombinat/Birthe Heer/Tobias Lenz/Dennis Heislitz/Maximilian Mohr

Kann sich Deutschland ohne Lebensmittelimporte ernähren? Die gute Nachricht: Getreide, Kartoffeln, Fleisch, Milch und Käse produzieren wir zu 100 Prozent und mehr im eigenen Land. Für Vegetarier hingegen könnte es eng werden.


Felsen als Wasserspeicher für Pflanzen

Nicht nur auf erdreichem Untergrund, auch auf Gesteinen und Felsen können Pflanzen wachsen und gedeihen. Die unter der oberen dünnen Bodenschicht liegenden Gesteinsschichten können aufgrund ihrer Porosität Wasser speichern. Oftmals reichen die Wurzeln der Pflanzen bis in das Gestein im Untergrund hinein. So werden Bäume und andere Gehölze auch in Zeiten von Dürre regelmäßig mit Wasser versorgt. Gesteine im Untergrund können teilweise mehr Wasser speichern als die darüberliegenden Bodenschichten. Dieses Naturphänomen haben Forschende der Universität Texas in Austin (USA) untersucht. Sie konnten beweisen, dass Felsen und Gesteine eine besondere Funktion als Wasserspeicher in unserem Ökosystem haben. Felsenwasser ist ein entscheidender Bestandteil des weltweiten Wasser-Kreislaufs und muss in Untersuchungen zur Auswirkung des Klimawandels auf die Wälder berücksichtigt werden.

ZDF/Terra X/Florian Roth/Thomas Kuschke/Jochen Rall/Maximilian Mohr


So trinken Bäume

Wenn es im Wald in Strömen regnet, veranstalten viele Bäume ein wahres „Saufgelage“. Das hört sich einfacher an, als es ist. Wie transportieren Bäume eigentlich das Wasser aus dem Boden 30, 40 Meter hoch bis in ihre Krone? Um zu sehen, wie alles beginnt, tauchen wir hinab in das Reich der Wurzeln, die oft ausladender sind als die Baumkronen. Den Feinwurzeln geht es hier unten wie den Blättern in der Krone. Jeden Herbst sterben sie ab, jedes Frühjahr werden sie neu gebildet. Ist eine Wurzel trockener als das Erdreich, dringt automatisch Wasser ein, ganz nach den Regeln der Osmose. Es diffundiert zur inneren Wurzelleitung, wo ein Schutzschild alle Schadstoffe abblockt. Nährstoffe und Wasser dürfen dagegen passieren in die dünnen Pipelines im verholzten Inneren der Wurzeln. Hier nimmt das Wasser mit allen Nährsalzen aus dem Boden Fahrt auf. Was wir im Zeitraffer zeigen, dauert in Wirklichkeit eine Minute pro Zentimeter. Hochgesaugt wird es durch den Kapillareffekt. In engen Röhren steigt die Flüssigkeit nach oben. In der Buche bis auf die Höhe von einem Meter. Doch wie bekommt ein Baum das Wasser bis hoch hinauf in die Krone? Durch eine ausgewachsene Buche wie diese Baumgreisin in der Schorfheide strömen Tag für Tag über 500 Liter, denn ihre Blätter brauchen Wasser für die Photosynthese, ebenso wie das CO2 aus der Luft. Tausende von Spaltöffnungen an der Unterseite sorgen dafür, dass einerseits das CO2 aufgenommen wird, aber auch das Wasser verdunstet. Jedes Wassermolekül, das entweicht, zieht einen Nachfolger nach oben. Und so entsteht ein Sog, der das Wasser von der Stammbasis in die Krone zieht. Bäume versorgen sich gewissermaßen mit Wasser, indem sie ständig welches abgeben. Doch das klappt nur, wenn die Perlenkette der Wassermoleküle niemals abreißt. Dringt etwa durch einen Insektenbiss Luft ein, kommt es zu einer Embolie. Die beschädigte Minileitung verstopft und bleibt für immer tot. Um Frostschäden zu vermeiden und um Wasser zu sparen, wirft unsere Buche im Herbst die Blätter ab. Der Wassertransport kommt zum Erliegen. Der Baum geht in den Winterschlaf. Kommt der Frühling, sind die ersten Knospen hoch oben in der Krone auf Wasser angewiesen. Aber es gibt jetzt noch keine Blätter, um es hinaufzuziehen. Vor allem nachts pumpen die Baumwurzeln jetzt regelrecht das Wasser in den Stamm. Ein Kraftakt, die den Baum Energie kostet, die er nicht ewig aufbringen kann. Sobald die Blätter ausschlagen, läuft die Wasserpumpe Baum wieder von allein. Dass Bäume Wasser aus dem Boden bis in die Krone pumpen, ist nicht nur ein kleines Wunder. Es lässt über unseren Wäldern auch neue Wolken entstehen. 45 Prozent aller Niederschläge in Deutschland gehen vermutlich auf unsere Wälder zurück.

ZDF/TerraX/Colourfield Tell A Vision/Petra Höfer, Freddie Röckenhaus/Tobias Kaufmann/422 south/Johannes Fritsche/Jochen Schmidt

Wenn es im Wald in Strömen regnet, veranstalten viele Bäume ein wahres „Saufgelage“. Das hört sich einfacher an, als es ist. Wie transportieren Bäume eigentlich das Wasser aus dem Boden hoch bis in ihre Krone?


Warum schauen Sonnenblumen in eine Richtung?

Junge Sonnenblumen richten ihren Kopf nach der Sonne aus. Dieses Phänomen ist bekannt als Heliotropismus. Tagsüber folgen die Blütenstände der Blumen der Sonne, um deren Licht optimal auszunutzen. Nachts drehen sie sich wieder zurück. Verantwortlich für diese Bewegung ist wechselseitiges Wachstum: Tagsüber wachsen die Stämme der jungen Pflanzen mehr auf der Ostseite, nachts mehr auf der Westseite. Ausgewachsene Sonnenblumen sind ganz Richtung Osten fixiert. Insekten schätzen ihre vorgewärmten Blütenstände.

ZDF/Terra X/Sabine Müller/Malik Alpoguz/Maximilian Mohr

Junge Sonnenblumen richten ihren Kopf nach der Sonne aus. Dieses Phänomen ist bekannt als Heliotropismus. Verantwortlich für diese Bewegung ist wechselseitiges Wachstum.


Warum färben sich im Herbst die Blätter?

Im Herbst werden Blätter von Laubbäumen bunt, unsere Wälder farbenfroh. Der Grund dafür ist, dass Bäume den kalten Winter nur überleben, wenn sie einige Vorkehrungen treffen. Von Frühjahr bis Spätsommer lässt der Farbstoff Chlorophyll Blätter grün erstrahlen. Chlorophyll ist notwendig für die Photosynthese der Pflanze. Es fängt Sonnenlicht ein und bildet aus CO2 und Wasser Glucose, also Zucker und Sauerstoff. Die Glucose brauchen Pflanzen zum Leben, den Sauerstoff geben sie an ihre Umwelt ab. Wenn im Herbst die Tage kürzer werden und die Temperaturen sinken, kann der Baum kaum noch Photosynthese betreiben. Zudem droht durch Frostschäden der Verlust des Chlorophylls. Um den wertvollen Farbstoff auch in der nächsten Saison zur Verfügung zu haben, entzieht ihn der Baum den Blättern und lagert ihn in Wurzeln, Ästen und Stamm an. Dadurch kommen nun Pigmente zum Vorschein, welche sonst durch das Chlorophyll verdeckt werden, und geben den Blättern die charakteristischen Herbstfarben. Carotinoide, Xantophyll und das rote Pigment Anthozyan. Als Letztes werden Nährstoff- und „Wasserzufuhr“ der Blätter unterbrochen, der Kontakt zwischen Blatt und Ast wird instabil und ein Windstoß reicht aus, um den Baum zu entlauben.

ZDF/TerraX/Katharina Kohl/Florian Roth/Thomas Kutschke/Malik Alpoguz/Maximilian Mohr


Riesenpflanzen auf Madeira

Auf der Insel Madeira gibt es Bäume, die auf dem europäischen Kontinent schon vor Millionen Jahren ausgestorben sind: Lorbeerbäume bis zu 40 Meter hoch. Warum hat der Lorbeerwald hier überlebt? Auf dem europäischen Festland drängten Eiszeiten die Wälder immer wieder zurück. Es wurde kalt und trocken, denn das Wasser war im Eis gebunden. Auf den Kanarischen Inseln und Madeira dagegen herrschte immer ein gemäßigtes, ozeanisches Klima – perfekte Bedingen für Wälder. Hier hat so manche Pflanze einen ungewöhnlichen Riesenwuchs entwickelt, wie zum Beispiel die Glockenblume oder der Löwenzahn. Denn ohne Fressfeinde wie Rehe oder Hasen führen die Pflanzen auf der Insel nur einen Kampf: den Kampf ums Licht. Der Löwenzahn wird hier mehr als drei Meter hoch – es ist seine Strategie, um im Lorbeerwald zu überleben.

ZDF/Terra X/E. z. Eulenburg, I. Zink, Oliver Roetz, WENDEVARGA, Region Five


Heilpflanzen als Medizin

Die medizinische Wirkung vieler Pflanzen ist belegt. Fenchel etwa fördert die Milchbildung und ist bis heute Bestandteil entsprechender Produkte. Die Gerbstoffe im Gänsefingerkraut wirken krampflösend bei Geburten und Menstruation. Andorn hilft bei Magenbeschwerden und befreit die Bronchien.

ZDF/Terra X/ Story House Productions/ Jochen Ruderer, Jens Afflerbach/ Jürgen Rehberg, Arsenij Gusev/ Franziska Menz, Ronald Rist/ Fritz Göran Vöpel, Martin Wolkinger, Stefan Matlik

Ob Fenchel, Gänsefingerkraut oder Andorn. Die medizinische Wirkung vieler Pflanzen ist belegt.


Was verraten Baumringe?


Wasserkreislauf im Regenwald

Der Regenwald liegt sehr nah am Äquator. Daher scheint die Sonne dort schon früh am Morgen fast senkrecht auf die Bäume. Die Luft im Regenwald wird so schon vormittags stark erwärmt. Wasser verdunstet und steigt aus dem Wald nach oben. Gegen Mittag pusten die sogenannten Passatwinde kühlere, feuchte Luft vom Meer heran. Diese trifft auf die warmfeuchte Luft über dem Regenwald. So bilden sich riesige Regenwolken, die schließlich am Nachmittag wolkenbruchartig abregnen. Danach scheint dann wieder die Sonne bis es Nacht wird. Und am nächsten Tag beginnt alles von vorne!

ZDF/Tivi/1, 2 oder 3/Barbara Minden /Tom Büscher/Christoph Söhngen/Maximilian Heß

Die Luft im Regenwald wird schon vormittags stark erwärmt. Gegen Mittag pusten Passatwinde kühlere, feuchte Luft vom Meer heran. So bilden sich riesige Regenwolken, die am Nachmittag abregnen. Danach scheint wieder die Sonne.


Photosynthese der Algen

Algen betreiben wie Pflanzen Photosynthese. Das klimaschädliche Kohlenstoffdioxid (CO2), das aus einem Kohlenstoff- und zwei Sauerstoffatomen besteht, wird dabei von den Algen aufgenommen. Mit Hilfe von Sonnenlicht und Wasser wandeln sie den Kohlenstoff in Zucker um und geben Sauerstoff in die Atmosphäre ab.

Algen betreiben wie Pflanzen Photosynthese. Das klimaschädliche CO2 wird dabei von den Algen aufgenommen. Mit Hilfe von Sonnenlicht und Wasser wandeln sie den Kohlenstoff in Zucker um und geben Sauerstoff in die Atmosphäre ab.


Die Fotosynthese der Bäume

Mit der Fotosynthese beherrschen Bäume den wichtigsten biologischen Vorgang der Welt. Und zwar in ihren Blättern. Hier stellen sie ihre eigene Nahrung her. Mit Hilfe des grünen Farbstoffs Chlorophyll. Dafür sind nur drei Zutaten nötig: Wasser, das Treibhausgas CO2, das durch spezielle Blattporen eindringt, und Sonnenlicht. Mit der Energie des Lichtes setzt das Chlorophyll die Fotosynthese in Gang. Heraus kommt dabei: Zucker. Den Zucker speichert der Baum zunächst in seinen Wurzeln und schickt ihn von dort überall hin, wo er ihn braucht. Zum Beispiel um Holz, neue Blätter und, wenn es ein Obstbaum ist, auch Nahrung für uns Menschen herzustellen. Aber das ist noch nicht alles: Bei der Fotosynthese entsteht nämlich noch etwas, das der Baum selbst zunächst gar nicht braucht. Wir Menschen aber umso mehr: Sauerstoff. Das heißt: Bäume holen das Treibhausgas CO2 aus der Luft und speichern es. Heraus kommt dafür nichts als frischeste Atemluft.

ZDF/pur/Brigitte Böttcher/Autorenkombinat: Tobi Schönke, Daniel Beißmann/Jochen Schmidt

Mit der Fotosynthese beherrschen Bäume einen der wichtigsten biologischen Vorgänge der Welt. Mit Hilfe ihrer Blätter und dem Farbstoff Chlorophyll stellen sie mit nur drei Zutaten ihre eigene Nahrung her und produzieren dabei noch frischen Sauerstoff.


Wann wachsen Bäume?

Bäume wachsen ihr ganzes Leben lang - in die Höhe und in die Breite. Doch wann genau wachsen Bäume und welche Faktoren sind dafür verantwortlich? Welche Rolle spielen Licht-, Wasser-, und Temperaturverhältnisse und die Photosynthese? Bei der Photosynthese bildet der Baum mithilfe von Sonnenlicht und CO2 Sauerstoff und Zucker. Letzteren braucht er als Energielieferant für Stoffwechselvorgänge und Wachstum. Wachsen Bäume dann also nur bei Licht am Tag? Das und noch weitere Faktoren haben Schweizer Forscher*innen mit einem Punkt-Dendrometer vermessen. Sie befestigten die empfindlichen Geräte an verschiedenen heimischen Bäumen und sammelten acht Jahre lang Daten zu Stammwachstum, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Boden-Wassergehalt. Das überraschende Ergebnis: Die Bäume sind vor allem nachts gewachsen, allerdings nicht kontinuierlich, sondern nur in 15 bis 30 Nächten jährlich. Immer dann, wenn in der Umgebung eine hohe Luftfeuchtigkeit herrschte. In diesen Nächten bleibt das über die Wurzeln aufgenommene Wasser im Baum und geht weniger stark durch Transpiration, also Verdunstung über die Blätter verloren, als es bei trockener Außenluft der Fall wäre. Nachts hat der Baum also einen höheren Wasseranteil, den die Zellen in Holz und Rinde für ihre Teilung, also ihr Wachstum benötigen.

ZDF/Terra X/Björn Raddatz/Malte Röthig/Jochen Schmidt

Bäume wachsen ihr ganzes Leben lang - in die Höhe und in die Breite. Doch wann genau wachsen Bäume, und welche Faktoren sind dafür verantwortlich?


Die klimatische Funktion des Regenwaldes

Tropische Regenwälder ziehen sich wie ein grünes Band rund um den Planeten. Die flächendeckenden, dichten Regenwälder entziehen der Luft besonders effektiv CO2, nutzen den Kohlenstoff fürs Wachstum und setzen Sauerstoff frei. Zudem sind sie eine natürliche Klimaanlage. Denn die Regenwälder verdunsten viel Wasser, das für einen wichtigen Kühl- und Feuchtigkeitskreislauf in der Atmosphäre sorgt. Doch für Landwirtschaft und Viehhaltung wird Regenwald in gewaltigem Ausmaß gerodet. Allein im Jahr 2020 wurden 4,21 Millionen Hektar zerstört - eine Fläche größer als die Schweiz. Seine Vernichtung führt zu einer dramatischen Verstärkung des Klimawandels. Besonders verheerend ist die Brandrodung: Dabei entweicht der in den Pflanzen gespeicherte Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid in die Atmosphäre. Inzwischen gibt der Amazonas-Regenwald mehr CO2 ab als er binden kann.

Die flächendeckenden, dichten Regenwälder entziehen der Luft besonders effektiv CO2, nutzen den Kohlenstoff fürs Wachstum und setzen Sauerstoff frei. Seine Vernichtung führt zu einer dramatischen Verstärkung des Klimawandels.


Wie kamen die Pferde nach Amerika?

Ursprünglich gab es auf dem nordamerikanischen Kontinent keine Pferde. Sie wurden erst mit den spanischen Eroberern über den Atlantik verschifft. An Bord wurde ein Mix an robusten iberischen Pferderassen verladen. Die Tiere mussten sehr widerstandsfähig sein, um die mehrwöchige Atlantikpassage zu überstehen. Die an Hitze und Trockenheit gewöhnten spanischen Pferde fanden in den Steppen ideale Lebensbedingungen. Immer wieder entkamen einige Tiere und vermischten sich mit anderen ebenfalls entflohenen Pferden. Die Spanier nannten sie wilde Streuner, „mesteños“. Daraus wurde: Mustangs. Die amerikanischen Ureinwohner, vor allem nomadisch lebende Völker, erkannten den Nutzen des Pferdes als Reit- und Transporttier. In den Weiten der Prärien war die Fortbewegung auf schnellen Pferden ein großer Vorteil. Die Ureinwohner Amerikas lernten reiten und erfanden neue Jagdmethoden. So konnten sie den Bisons besser hinterherziehen, quer durchs ganze Land. Dank der Menschen verbreiten sich die Pferde in nur 300 Jahren über den gesamten nordamerikanischen Kontinent.

ZDF/Terra X/Christine Haak/Oliver Roetz/Nikolai Holzach/Maximilian Heß

Ursprünglich gab es in Nordamerika keine Pferde. Sie wurden erst mit den spanischen Eroberern über den Atlantik verschifft. Die amerikanischen Ureinwohner, vor allem nomadisch lebende Völker, erkannten den Nutzen des Pferdes als Reit- und Transporttier.


Bedrohte Alpensteinböcke

Vor 200 Jahren war der Alpensteinbock fast ausgerottet – hätte es nicht einen König und einen Wilderer gegeben. Die Tiere wurden gnadenlos gejagt. Sie galten als wandelnde Apotheke. Ihr Blut sollte gegen Blasensteine helfen, die Hörner gegen Krämpfe. Nur hoch oben in den italienischen Alpen im Aostatal konnte eine Population von rund 100 Steinböcken überleben. Ihr Versteck verdankten sie ihrer Vorliebe für eisige Regionen. Da Steinböcke nicht schwitzen können, bevorzugen sie Nordhänge und ziehen sich in höchste Gefilde zurück. Aber das allein konnte sie nicht retten. 1856 erklärte der italienische König Vittorio Emanuele II. das Gebiet der Steinböcke zum exklusiv königlichen Jagdrevier. Das verringerte das wahllose und unkontrollierte Abschießen der Tiere. Etwa 50 Jahre später gab es Bestrebungen, den Steinbock auch in den Schweizer Alpen wieder anzusiedeln. Doch der jetzige König wollte keinen herausrücken. Da erhielt der italienische Wilderer Joseph Bérard einen geheimen Auftrag. Bérard begibt sich in das gut bewachte königliche Revier, stiehlt drei Kitze und schmuggelt sie über die Grenze in die Schweiz. In den nächsten 30 Jahren wurden in St. Gallen laut Überlieferung 59 Kitze aufgezogen und in Schutzgebieten freigelassen. Dank drei gestohlener Kitze vom König können bis heute immer wieder Steinböcke im Alpenraum angesiedelt werden Und so gibt es heute in der Alpenregion wieder rund 50.000 Steinböcke.

ZDF/Terra Xpress/Luisa Zech/Tobias Lenz/Sebastian Kerz/Jochen Schmidt

Vor 200 Jahren war der Alpensteinbock fast ausgerottet. Die Tiere wurden gnadenlos gejagt, denn sie galten als wandelnde Apotheke. Ein König und ein Wilderer retteten sie vor dem Aussterben.


Esel als Bodenmanager

Esel lieben es, sich ausgiebig zu wälzen. Mit dieser Angewohnheit können die Tiere den Boden schützen. Durch das viele Hin und Her entstehen sogenannte Störstellen, wo Pflanzen einfacher wachsen können. Außerdem treten Esel mit ihren Hufen Nischen in den Boden, die sich gut für Brutplätze eignen. Zudem sorgen die Tiere durch ihre Ernährung für gesunde Böden, denn auf ihrem Speiseplan stehen auch einige unerwünschte Pflanzen. Esel sind keine Wiederkäuer. Ihr Verdauungssystem ist perfekt daran angepasst, karge Nahrung optimal auszunutzen. Sie können sogar Holz fressen. So wirken Esel der Verbuschung entgegen. Auch der Esel-Mist schont den Boden, weil er einen guten Nährstoffmix enthält. Im Kot anderer Tierarten ist dagegen oft zu viel Stickstoff.

ZDF/TerraX/Luisa Zech, Lara Franke/Tobias Lenz/Sebastian Kerz/Maximilian Mohr

Esel lieben es, sich ausgiebig zu wälzen. Mit dieser Angewohnheit können die Tiere den Boden schützen und ermöglichen Pflanzen, besser zu wachsen.


Wild lebende Mustangs

Kaum ein anderes Tier verkörpert den Freiheitsmythos des Wilden Westens so sehr wie der Mustang. Ab dem 16. Jahrhundert brachten europäische Eroberer die Vorfahren der Mustangs in die neue Welt. Ihre verwilderten Nachkommen galoppieren bis heute über die nordamerikanische Prärie. Interessant ist aber: Ihr Ur-Ahn stammt tatsächlich aus Nordamerika. Vor etwa einer Million Jahren zogen die Pferde über die Beringbrücke nach Eurasien und breiteten sich dort aus. Deren Nachfahren wanderten dann Jahrtausende lang über denselben Weg zurück nach Nordamerika und vermischten sich mit der dortigen Population. Aus bislang ungeklärten Gründen starb das nordamerikanische Ur-Pferd vor rund 11.000 Jahren aus. Von 1900 bis 1971 wurde der Bestand dramatisch verkleinert: von ungefähr zwei Millionen Mustangs auf nur noch 17.000.

ZDF/Terra X/Susanne Hillmann/Iris Gesang/Spiegel TV/Maximilian Mohr

Kaum ein anderes Tier verkörpert den Freiheitsmythos des Wilden Westens so sehr wie der Mustang. Ab dem 16. Jahrhundert brachten europäische Eroberer seine Vorfahren in die neue Welt.


Wie kommunizieren Wale?

Für Wale spielt Schall eine zentrale Rolle. Bei der Kommunikation mit Artgenossen oder der Partnerwahl müssen ihre Gesänge über viele Hunderte Kilometer weit zu hören sein. Durch geringe Sichtweiten unter Wasser setzen Wale auch bei der Jagd auf Schallwellen, mit deren Hilfe sie ihre Beute lokalisieren. Doch in den Meeren wird es zunehmend lauter. Der menschengemachte Lärm aus unterschiedlichsten Quellen übertönt die Rufe der Wale immer mehr – und stört damit ihren Orientierungssinn.

ZDF/Terra X/Gruppe 5 Filmproduktion/Tamar Baumgarten/Scope VFX/Maximilian Mohr

Für Wale spielt Schall eine zentrale Rolle. Doch in den Meeren wird es zunehmend lauter. Der menschengemachte Lärm aus unterschiedlichsten Quellen übertönt die Rufe der Wale immer mehr – und stört damit ihren Orientierungssinn.


Wale als CO2-Speicher

Vor 50 Millionen Jahren eroberten die Wale den Ozean als Lebensraum. Heute kommen sie in fast allen Meeren vor und haben eine entscheidende Rolle für dieses Ökosystem. Die riesigen Säuger vertilgen täglich tonnenweise Futter. Zum Fressen tauchen viele in die Tiefe ab. Verdauungs- und Stoffwechselvorgänge hingegen finden meist in oberen Meeresschichten statt. Durch das ständige Auf- und Abtauchen kommt es zu einer regelmäßigen vertikalen Durchmischung des Wassers und einem Nährstofftransport durch die unterschiedlichen Schichten – auch Walpumpe genannt. Bei der Verdauung scheiden die Wale wertvollen Kot aus, der als Dünger dient. Denn die darin enthaltenen Nährstoffe wie Eisen, Nitrat oder Phosphor sind eine wichtige Wachstumsquelle für das Phytoplankton, also winzige Algen und Pflanzenpartikel. Das Phytoplankton wiederum gilt als Wald des Meeres, indem es durch Photosynthese der Atmosphäre Kohlenstoffdioxid entzieht, Sauerstoff frei gibt und Kohlenstoff bindet. Ein Groß-Wal nimmt im Laufe seines Lebens über die Nahrungsaufnahme etwa 33 Tonnen CO2 auf. Stirbt ein Wal, sinkt sein Kadaver auf den Meeresboden und lagert dort Hunderte von Jahren. Der Kohlenstoff in seinem Körper ist langfristig gebunden, daher kann sich daraus kein klimaschädliches CO2 bilden. Zudem ist er Nahrungsquelle für eine Vielzahl von Tiefseeorganismen. Ein großer Meeressäuger hat eine ähnliche Klimawirkung wie 1375 Bäume. Wale spielen daher eine wichtige Rolle im Klimaschutz.

ZDF/Terra Xpress/Luisa Zech/Tobias Lenz/Sebastian Kerz/Maximilian Mohr

Vor 50 Millionen Jahren eroberten die Wale den Ozean als Lebensraum. Heute kommen sie in fast allen Meeren vor und haben eine entscheidende Rolle für dieses Ökosystem und auch für den Klimaschutz.


Bedrohte Löwenpopulationen

Löwenfamilien spielen in ihren Lebensräumen eine wichtige Rolle im ökologischen Gleichgewicht. Das war schon immer so. Vor rund zwei Millionen Jahren tauchte der Löwe in Ostafrika auf. Von dort eroberte er den Kontinent und breitete sich bis nach Europa aus. Die prähistorischen Raubkatzen waren mähnenlos, rund ein Drittel größer als die heutigen Löwen und äußerst erfolgreich: Sie verbreiteten sich bis zum amerikanischen Kontinent. Bei uns in Europa waren die eiszeitlichen Löwen vor rund 11.000 Jahren noch zahlreich vertreten. Doch am Ende der Eiszeit starben ihre Beutetiere aus. Ohne Nahrungsgrundlage begann ihr Niedergang. Auch der Mensch griff ein. Löwen wurden zu Nahrungskonkurrenten von sesshaften Bauern. Die Raubkatze wurde gnadenlos bejagt. Die Folge: Vor circa 2000 Jahren starb der Löwe in Europa endgültig aus. Weltweit nahm die Zahl der Menschen zu, sie brauchten immer mehr Land. Schusswaffen machten die Jagd effizient. Mitte des 20. Jahrhunderts verschwand auch der asiatische Löwe. Lediglich in Indien hat bis heute eine sehr kleine Population überlebt. In Afrika kommen Löwen nur noch südlich der Sahara vor. Doch auch sie sind bedroht. Besonders kritisch ist die Situation in West - und Zentralafrika: Hier leben nur noch wenige hundert Tiere in isolierten Restpopulationen. Nur Schutzgebiete verhindern noch das Aussterben von Löwen.

ZDF/Tango Film, Pelorus Jack Filmprods LLC/Eva-Maria Gfirtner, Judith Adlhoch/Markus Strobel, Tim Henkel/Jan-Philipp Stahl/Magnet fx/Jochen Schmidt

Löwen spielen in ihren Lebensräumen eine wichtige Rolle im ökologischen Gleichgewicht. Das war schon vor zwei Millionen Jahren so. Inzwischen sind viele Populationen vom Aussterben bedroht. Besonders kritisch ist die Situation in West- und Zentralafrika.


Wo leben Grindwale?

Normalerweise ziehen Grindwale Tausende von Kilometern um den Globus, damit sie ihren täglichen Bedarf von etwa 50 Kilogramm an Nahrung decken. Doch zwischen Madeira, den Azoren und den Kanaren leben mehr als 1000 Grindwale das ganze Jahr über. Sie sind sesshaft geworden. Nur gelegentlich ziehen sie zwischen den Inseln umher. Der Grund: Inselflanken sind für Wale ein Schlaraffenland. An den Sockeln der Inseln wird kaltes, nährstoffreiches Wasser nach oben gezwungen. So können hier Kleinstlebewesen, das Plankton, gedeihen. Es ist die Basis der Nahrungspyramide im Meer. Das Wasser vor den Küsten wird so zum idealen Futtergebiet, zum Beispiel für Kalmare, die Leibspeise der Grindwale.

Zwischen Madeira, den Azoren und den Kanaren leben mehr als 1000 Grindwale. Sie sind dort sesshaft geworden. Denn das Meer um die Inselflanken bietet ideale Futterbedingungen.


Die Rüsselnasen der Saiga-Antilopen

Die Rüsselnasen der Saiga-Antilopen sind riesig. Die Nasen haben eine wichtige Funktion für die Tiere. Auf ihren langen Wanderungen durch die Steppen Kasachstans können die Saigas 80 Kilometer und mehr an einem Tag zurücklegen. Dabei sind sie erstaunlich ausdauernd. Selbst bei Temperaturschwankungen von -30 °C im Winter bis weit über 30 °C im Sommer. Dabei hilft den Antilopen ihr enormer Rüssel. Ein dichtes Netz aus Nasenhaaren und Schleimdrüsen wirkt wie ein Staubfilter mit eingebautem Luftbefeuchter. Damit das Blut der Saiga beim Laufen nicht überhitzt, funktioniert die Nase wie ein Wärmetauscher. Im Sommer kühlt die stark durchblutete Nasenschleimhaut das Blut ein paar Grad herunter. Im Winter wird die eisige Atemluft im gewundenen Inneren der Nase auf eine angenehme Temperatur vorgewärmt. Doch die Nase kann noch mehr. Zur Brunftzeit schwellen die Rüsselnasen der Saiga-Männchen stark an. Der vergrößerte Resonanzkörper verstärkt ihre Laute. So zeigen sie den Weibchen wie groß und kräftig sie sind und demonstrieren den Rivalen wem der Harem gehört.

ZDF/Terra X/Viking Film/Iris Gesang/Andreas Kieling, Frank Gutsche/Christian R.Timmann/Richard Sako, Boris Bürgel, Markus Tanz, John-Christian Kultzscher

Saiga-Antilopen sind erstaunlich ausdauernd. Auf ihren langen Wanderungen durch die Steppen Kasachstans können die Saigas 80 Kilometer und mehr an einem Tag zurücklegen. Dabei hilft ihnen ihr enormer Rüssel. Doch die Nase kann noch mehr.


Die Sinne der Katze

Katzen verfügen über hohe Sinnesleistungen. Kaum eine Bewegung oder ein Geräusch entgeht ihnen. Tasthaare, Nase, Augen und Ohren sind eine perfekte Ausstattung für die Jäger. Katzenaugen sind auffallend groß und sehr leistungsfähig. Bei Dunkelheit weiten sich die Pupillen stark, um den Lichteinfall zu maximieren. Eine reflektierende Pigmentschicht im Augenhintergrund verstärkt die Sehfähigkeit. Durch die nach vorne gerichteten Augen überschneiden sich die Sehachsen, das ermöglicht gutes räumliches Sehen. Das Gehör von Katzen zählt zu den besten unter den Säugetieren. Selbst das Geräusch eines Nachtfalters können sie wahrnehmen. Zahlreiche Muskeln bewegen ihre Ohren unabhängig voneinander, um fast 80 Grad. Wie mit zwei Hör-Rohren orten sie Beutetiere exakt. Und Katzen riechen ausgezeichnet. Sie erkennen einander am Körpergeruch, den sie mit der Nase und über eine Riechhöhle im Gaumen wahrnehmen. Katzen sondern körpereigene Duftstoffe – Pheromone – über Drüsen ab und reiben sie an Gegenstände. So markieren sie ihr Revier und informieren ihre Artgenossen über ihr Geschlecht oder den Hormonstatus. Für ihren herausragenden Tastsinn sind sie mit Borstenhaaren an Wangen, Kinn, über den Augen und an den Vorderbeinen ausgestattet. Vor allem im Dunkeln funktionieren die Haare wie Antennen:  messen Abstände und loten Hindernisse aus. Ein Katzenschnurrbart spürt geringste Erschütterungen oder Luftwirbel - nicht nur von Beutetieren.

ZDF/Terra X/Spiegel TV/ Nanje de Jong-Teuscher, Kirsten Hoehne/Anja Schütze, Uli Weinlein/Tricky


Infraschall - Wie Elefanten kommunizieren

Elefanten leben in einer engen Gemeinschaft, in der Kommunikation eine wichtige Rolle spielt. Wir Menschen bekommen von der Sprache der Elefanten nur sehr wenig zu hören, denn die Tiere verständigen sich oft in sehr tiefen Tonlagen. Der sogenannte Infraschall ist für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar. Elefanten senden Infraschall mit dem Rüssel durch die Luft aus. Aber noch effizienter ist es, wenn sie dabei den Rüssel auf den Boden pressen. Denn die tieffrequenten Töne breiten sich im Boden weiter aus als in der Luft - ähnlich wie seismische Wellen eines Erdbebens. Elefanten können diese Vibrationen mehr als zehn Kilometer weit wahrnehmen und verstehen. Auf diese Weise tauschen Elefanten Informationen aus: über lohnende Nahrungsquellen, Gefahren oder mögliche Partner. Aufgenommen werden die Vibrationen über Druckrezeptoren in den Fußsohlen und in der Rüsselspitze. Von dort gelangt die Information ins Gehirn. Und das ist eines der größten im gesamten Tierreich, es wiegt bis zu fünf Kilogramm. Ein Elefantenhirn bildet und verknüpft stetig neue Nervenbahnen, es entwickelt sich und lernt: Ein Leben lang.

ZDF/Tango Film/Eva-Maria Gfirtner, Judith Adlhoch/Markus Strobel/Jan-Philipp Stahl/Magnet fx

Elefanten leben in einer engen Gemeinschaft, in der Kommunikation eine wichtige Rolle spielt. Die Tiere verständigen sich oft in sehr tiefen Tonlagen. Der sogenannte Infraschall ist für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar.


Welche Giraffenarten gibt es?

Im 18. Jahrhundert waren Giraffen in Afrika südlich der Sahara noch weit verbreitet. Inzwischen ist ihr Lebensraum stark geschrumpft. Bis 2016 ging die Wissenschaft davon aus, dass es sich nur um eine einzige Art mit neun Unterarten handelt. Die DNA-Tests belegen jedoch vier unterschiedliche Arten: Die Nord-Giraffe, die Netz-Giraffe, die Massai-Giraffe und die Süd-Giraffe. Als gefährdet werden alle Giraffenarten eingestuft, doch besonders die Nord-Giraffe ist akut vom Aussterben bedroht, ebenso die Netz-Giraffe.

Im 18. Jahrhundert waren Giraffen in Afrika südlich der Sahara weit verbreitet. Inzwischen ist ihr Lebensraum stark geschrumpft. Bis 2016 kannte man nur eine einzige Art mit neun Unterarten. DNA-Tests belegen jedoch vier unterschiedliche Arten.


Aufbau und Funktion eines Giraffenhalses

Giraffen leben in den Steppen und Savannen Afrikas. Sie können eine Höhe von bis zu sechs Metern erreichen. Ihr Hals ist bis 2,50 Meter lang und wiegt rund 250 Kilogramm. Der Hals wird nur von einer einzigen Sehne gehalten. Doch obwohl sie einen so langen Hals haben, besitzen Giraffen nur sieben Halswirbel, so wie nahezu alle anderen Säugetiere auch. Allerdings sind die Halswirbel stark verlängert. Das Herz der Giraffe wiegt bis zu elf Kilogramm und ist besonders leistungsstark. Es kann bis zu 60 Liter Blut pro Minute durch den Körper pumpen. Eine besondere Herausforderung an das Gefäßsystem ist es, wenn die Giraffe den Kopf zum Trinken nach unten beugt. Eigentlich würde das Blut ungehindert in den Kopf schießen. Das wäre lebensgefährlich. Ein Netz elastischer Blutgefäße sitzt nahe am Hirn. Es nimmt zusätzlich Blut auf und führt somit zur Entlastung.

Der Hals einer Giraffe ist bis 2,50 Meter lang, wiegt rund 250 Kilogramm und wird nur von einer Sehne und sieben Halswirbeln gehalten. Eine besondere Herausforderung an das Gefäßsystem ist es, wenn die Giraffe den Kopf zum Trinken nach unten beugt.


Wie leben Korallen?

Korallen gehören zu den Hohltieren. Das einzelne Tier nennt man Polyp. Der sitzt fest an einer Stelle und ernährt sich von vorbei schwimmenden kleinen Lebewesen – dem Plankton. Weil das Plankton aber nicht reicht, um satt zu werden, brauchen Korallen die Hilfe von Algen. Die sind winzig klein und sitzen in der Außenhaut der Korallen. Die Algen können mithilfe von Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid (also CO2) Zucker und jede Menge Sauerstoff produzieren – beides brauchen die Korallen zum Überleben. Die Algen helfen den Korallen auch dabei, einen Mantel aus Kalk - ein Kalk-Skelett - herzustellen. Deshalb sind Korallen eigentlich weiß. Ihr buntes Aussehen bekommen sie nur von den Algen, die verschiedene Farben haben. Wenn Korallen und Algen so viele, viele Jahre zusammenleben, dann wächst ein großes Korallenriff heran. Steigt jedoch die Wassertemperatur im Meer um ein bis zwei Grad an, beginnen die Algen auf den Korallen giftige Stoffe zu produzieren. Die Korallen stoßen die Algen dann ab und verlieren somit ihre Färbung. Forscher nennen das „Korallenbleiche“. Halten die hohen Temperaturen über mehrere Wochen an, sterben die Korallen ab.

ZDF/Tivi/pur+/Ute Mattigkeit/gomie production/Stefan Bürke/Manos Dosis/Maximilian Heß

Korallen gehören zu den Hohltieren. Das einzelne Tier nennt man Polyp. Dieser sitzt fest an einer Stelle und ernährt sich von Plankton. Weil das aber nicht reicht, um satt zu werden, brauchen Korallen die Hilfe von Algen.


Zitteraal funktioniert wie eine Batterie

Der Zitteraal erzeugt Strom durch elektrische Organe. Damit verteidigt er sich, ortet und lähmt Beutetiere. Das Hauptorgan, das Hunter’sche Organ und das Sachs’sche Organ machen 80 Prozent seiner gesamten Körperlänge aus. Diese Elektroorgane bestehen aus tausenden sogenannter Elektrozyten. Das sind flache, scheibenförmige Zellen – eigentlich umgebildete Muskelzellen – die stapelförmig angeordnet sind. Zwischen diesen Zellen sind elektrisch geladene Teilchen, so genannte Ionen unterwegs. Im Ruhezustand sondern die Elektrozyten laufend weitere positiv geladene Ionen ab. So herrscht innerhalb der Zelle eine negative und außerhalb eine positive Ladung. Ein ausgeglichener Zustand. Wenn die Elektrozyten nun über Nervenbahnen das Signal zum „Abfeuern“ erhalten, öffnen sie die Ionenkanäle in ihrer hinteren Zellmembran. Positiv geladene Ionen fließen nur auf dieser einen Seite zurück in die Zelle. Die Elektrozyte ist jetzt auf der einen Seite positiv, auf der anderen Seite negativ geladen und wird so zu einer Mini-Batterie mit einem Pluspol und einem Minuspol. Elektrischer Strom beginnt zu fließen. Eine einzelne Zelle baut dabei eine Spannung von 150 Millivolt auf. Das ist nicht besonders viel. Aber in den elektrischen Organen sind Tausende dieser Zellen in Reihen hintereinandergeschaltet, ähnlich wie die Batterien in einer Taschenlampe. Dadurch können Zitteraale Spannungen von mehreren Hundert Volt erzeugen! Der Strom verlässt den Körper des Fisches an der Vorderseite und fließt am Schwanzende wieder zurück. Der Zitteraal ist wie eine lebende Batterie!

ZDF/Terra X+/Bilderfest/Tillman Graach/Sabine Fink/Benjamin Herzberger/Moritz Krause/Phillip Becker, Maximilian Mohr

Der Zitteraal erzeugt Strom durch elektrische Organe. Darin sind Tausende "Batterie"-Zellen in Reihen hintereinander geschaltet. Damit kann er Spannungen von mehreren Hundert Volt erzeugen. Der Zitteraal ist wie eine lebende Batterie.


Anatomie Oktopus

Der Oktopus gehört zu den Weichtieren und besitzt weder Schale noch Knochen. Er gilt als sehr intelligent und lernfähig. In seinem Körper schlagen drei Herzen. Besonders ist das Nervensystem: Im Kopf ist das Haupthirn, acht weitere Zentren sind in seinen Armen. Sein Verdauungstrakt zieht sich mitten durch das Gehirn. Oktopusblut ist blau. Geht ein Körperteil verloren, kann es von selbst wieder nachwachsen.

ZDF/Terra X/N. Bergenthal/O. Roetz/WENDEVARGA/Michel Cren Pietsch

Der Oktopus gehört zu den Weichtieren und besitzt weder Schale noch Knochen. In seinem Körper schlagen drei Herzen. Auch sein Nervensystem ist besonders: Im Kopf ist das Haupthirn, acht weitere Zentren sind in seinen Armen.


Geruchssinn bei der Partnerwahl

Die Partnerwahl dient evolutionär und biologisch gesehen einem Zweck: gesunde Nachkommen zu zeugen. Bei Tieren – zum Beispiel Stichlingen – hilft der Geruchssinn. Die Weibchen erschnuppern sich einen Partner, dessen MHC-Gene sich möglichst stark von ihren eigenen unterscheiden. MHC-Gene als wichtige Teile des Immunsystems bewirken eine individuelle Duftnote. Eltern mit möglichst unterschiedlichen Immungenen bekommen so widerstandsfähigere Nachkommen. Tiere und Menschen folgen bei der Partnerwahl der Nase. Allerdings scheint dieses Prinzip für langfristige Bindung beim Menschen wenig wichtig.

ZDF/Terra Xplore/Labo M/Jochen Ruderer/Patryk Puchalski/Gideon Becker/Maximilian Mohr

Tiere und Menschen folgen bei der Partnerwahl der Nase. Bei Tieren – zum Beispiel Stichlingen – hilft der Geruchssinn, widerstandsfähigere Nachkommen zu zeugen.


Wunderwerk Hai-Gebiss

Die schärfste Waffe der meisten Haie ist das Gebiss. Ein Wunderwerk. Auf der Innenseite des Kiefers stehen viele Zähne bereit: Hinter jedem Vorderzahn liegen zehn bis 15 Reihen mit Ersatz-Zähnen. Fällt einer aus – altersbedingt, beim Jagen oder Fressen -, richtet sich der dahinterliegende Zahn durch mechanische Spannung auf. Im Laufe seines Lebens wachsen einem Hai bis zu 30.000 Zähne.

ZDF/Terra X/R. Marel/S. Hillmann/C. Gerisch/A. Kindler/SpiegelTV/Maximilian Mohr

Die schärfste Waffe der meisten Haie ist das Gebiss. Auf der Innenseite des Kiefers stehen viele Zähne bereit: Hinter jedem Vorderzahn liegen bis zu 15 Reihen mit Ersatz-Zähnen. Im Laufe seines Lebens wachsen einem Hai bis zu 30.000 Zähne.


So entsteht Bienenhonig

Vom Frühjahr bis zum Herbst sammeln Honigbienen Pollen und Nektar. Dabei erreichen sie eine Geschwindigkeit von circa 20 km/h. Sie saugen den süßen Nektar aus der Blüte in ihren Honigmagen. Dieser ist nach etwa 200 Blüten gefüllt. Dann kehrt die Sammelbiene zurück in den Bienenstock und übergibt den Inhalt des Honigmagens an die Stockbiene. Im Bienenstock geben sich weitere Arbeiterinnen den Nektar von „Rüssel zu Rüssel“ weiter. Dabei werden dem Pflanzensaft körpereigene, wertvolle Enzyme beigemischt und Wasser entzogen. Die Bienen wissen instinktiv, wann sie den noch halb reifen Honig in die offenen Waben zum Trocknen einlagern müssen. Um die Verdunstung des restlichen Wassers zu beschleunigen, fächeln die Insekten mit ihren Flügeln und erzeugen so einen Luftstrom. Enthält der Honig weniger als ein Fünftel Wasser, verschließen die Bienen die Waben mit einem wasserdichten Wachsdeckel. Jetzt kann der Honig rausgeschleudert werden.

ZDF/TerraX/Ioanna Engel/ Anna-Lena Neidlinger

Vom Einsammeln der Pollen und des Nektars bis zum Verschließen der Waben im Bienenstock. So entsteht Bienenhonig.


Warum sind Insekten wichtig?

Insekten sind für uns Menschen und für die Natur wichtig – denn alles hängt miteinander zusammen. Die Biene zum Beispiel sammelt auf ihrer Tour durch die Pflanzenwelt Blütenstaub. Auf ihrem Weg streift sie ihn auf anderen Blüten wieder ab. So befruchtet sie die Pflanzen und sorgt dafür, dass zum Beispiel Apfelbäume Äpfel tragen. Und auch, dass Tomaten wachsen können. Je weniger Bienen es gibt, desto weniger Pflanzen werden befruchtet. In der Natur halten sich Tiere und Pflanzen gegenseitig im Gleichgewicht. Zum Beispiel fressen Marienkäfer Blattläuse. Wenn die Marienkäfer fehlen, gibt es zu viele Blattläuse. Und die zerstören dann wiederum immer mehr Pflanzen. Das Gleichgewicht in der Tierwelt ist wichtig, damit es nicht zu viele Schädlinge gibt und nicht zu viele Pflanzen zerstört werden. Außerdem werden Insekten von größeren Tieren wie zum Beispiel von Vögeln gefressen. Fehlen Insekten, fehlt den größeren Tieren ihre Nahrungsgrundlage – denn in der Natur hängt vieles miteinander zusammen.

Insekten sind für uns Menschen und für die Natur wichtig – denn alles hängt miteinander zusammen. Je weniger Bienen es zum Beispiel gibt, desto weniger Pflanzen werden befruchtet. Und fehlen Insekten, fehlt den größeren Tieren ihre Nahrungsgrundlage.


Das Jagdgeheimnis der Florfliege

Dieses Tier hat ein duftendes Geheimnis: Perlenflorfliegen legen ihre Eier in der Nähe von Termitenbauten ab. Sind die Larven geschlüpft, schleichen sie in den Bau. Stößt eine Larve dort auf Termiten, schwingt sie die Spitze ihres Hinterteils auf Kopfhöhe ihrer Opfer und pupst. Dabei stößt sie ein Allomon, also eine besondere chemische Substanz aus, mit der sie ihre Beute lahmlegt. Mit einem einzigen Pups kann die Larve gleich mehrere Insekten erledigen. Das Allomon führt nur zu einer Lähmung der Termiten, so dass diese lebend von den Larven gefressen werden. Auf andere anwesende Insekten hat die Substanz keinerlei Einfluss.

ZDF TerraX/Daniela Busch/Anna-Lena Neidlinger


Termiten - großartige Architekten

Ein Termitenbau ist ein unterirdisches Labyrinth aus Gängen und Schächten. In den Kammern ziehen die Termiten ihren Nachwuchs auf und züchten Pilze, die ihnen als Nahrung dienen. Sie haben ihren Bau so angelegt, dass die Bedingungen im Inneren selbst bei extremer Hitze und Trockenheit konstant bleiben und der Innenraum gleichzeitig mit Frischluft versorgt wird. Von der einen Seite strömt die frische Luft durch feine Kanäle in den Bau. Sie nimmt heiße, abgestandene Luft aus dem unterirdischen Teil des Baus mit. Der Wind, der außen entlangströmt, erzeugt einen Sog. Dieser zieht die verbrauchte Luft aus dem Bau, wie ein Kamin.

ZDF/Terra X/C. Haak/Nikolai Holzach/Maximilian Mohr

Ein Termitenbau ist ein unterirdisches Labyrinth aus Gängen und Schächten. Die Termiten legen ihn so an, dass die Bedingungen im Inneren auch bei extremer Hitze und Trockenheit konstant bleiben und der Innenraum gleichzeitig mit Frischluft versorgt wird.


Diese Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen! Denn keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. So können auch die kleinsten Organismen große Effekte haben. Die ostafrikanische Flötenakazie lebt in einer Gemeinschaft mit Crematogaster-Ameisen. Der Baum bietet den Insekten in seinen angeschwollenen Stacheln Nektar und Lebensraum. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen den Baum gegen blätterfressende Elefanten. Ein Biss in die empfindlichen Schleimhäute schreckt ab. Doch die invasive Dickkopfameise Pheidole megacephala stört diese Symbiose und frisst die nützlichen einheimischen Ameisen. Zudem verteidigt diese Art die Bäume nicht mehr gegen Elefanten. Die Folge: Es werden mehr Bäume abgefressen, und die Savanne wird offener. Das wiederum geht an den Löwen nicht spurlos vorbei: Sie haben weniger Verstecke, um ihrer Beute aufzulauern - und erbeuten auch weniger Zebras.

ZDF/Terra X/Malte Jessl/Martin Schaaf/Maximilian Heß

Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen? Keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. Auch die kleinsten Organismen können große Effekte haben.